工业机器人实时前瞻轨迹规划与控制系统搭建

发布时间：2021-01-07 06:01

　　路径段间拐角速度不连续会导致频繁加减速,是影响作业执行效率的重要因素。如何实现多路径段拐角的速度平滑和跨段前瞻速度规划是路径过渡的难点,是机器人制造商用于提高机器人作业效率的关键技术。本文设计一种多路径平滑过渡的前瞻轨迹规划算法,以及一套实时在线轨迹规划控制方案,实现了多路径段速度的平滑过渡。主要研究内容如下:（1）建立机器人运动学模型,在传统几何+解析法求解逆解的基础上,设计一种基于矩阵分解的快速逆解求解方法,并对其准确性和实时性进行了验证;为满足喷绘等作业的需求,设计一种6点法工具坐标标定方法。（2）在梯型速度规划的基础上,推导出基于S型速度规划的关节空间轨迹规划算法和笛卡尔空间轨迹规划算法。笛卡尔空间轨迹规划分位置规划和姿态规划。包括直线和圆弧位置规划算法,以及基于四元数的姿态规划算法。（3）设计一种多路径平滑过渡的前瞻轨迹规划算法。借助圆弧曲线具有¹G连续性,且在弧长参数化方面的优势,路径段间采用圆弧进行拐角过渡;路径段全程采用非对称S型加减速控制;在路径长度和始末速度的约束下,对分割后的路径段进行跨段前瞻速度规划。（4）确定机器人开放式实时控制系统总体设... 

【文章来源】：中国计量大学浙江省

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

OSACA 系统平台

新松SR4C机器人本体

工具坐标标定在机器人进行作业时，工具必不可少。工具数据可以由商家给定，但到法兰盘末端会存在安装误差。为提高作业精度，工具标定就显得十9]。所谓工具标定，实质上是确定安装到机器人末端的工具相对于法兰的位姿。工具标定采用 6 点标定法，如图 2.6 所示，前 4 点确定位置，后 3 点确

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种工业机器人TCP位置标定算法研究[J]. 洪磊,嵇保健,沈健,杨小兰.  机械设计. 2017(03)
[2]工业机器人倍四元数轨迹规划算法的研究[J]. 李宏胜,汪允鹤,黄家才,施昕昕.  中国机械工程. 2016(20)
[3]始末速度不为零的S型加减速时间规划算法研究[J]. 杨亮亮,许守金,史伟民,葛宏伟.  机械工程学报. 2016(23)
[4]工业机器人技术的发展与应用综述[J]. 计时鸣,黄希欢.  机电工程. 2015(01)
[5]一种优化轨迹段间衔接速度的自适应前瞻控制[J]. 潘海鸿,杨增启,陈琳,董海涛,黄炳琼,谭华卿.  机械工程学报. 2015(05)
[6]我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J]. 王田苗,陶永.  机械工程学报. 2014(09)
[7]串联机构运动学反解的D-H四元数方法[J]. 张忠海,李端玲.  农业机械学报. 2014 (03)
[8]我国工业机器人发展研究[J]. 孙英飞,罗爱华.  科学技术与工程. 2012(12)
[9]连续短线段空间圆弧转接与插补[J]. 何均,游有鹏,陈浩,王化明.  航空学报. 2010(05)
[10]三次多项式型微段高速自适应前瞻插补方法[J]. 冷洪滨,邬义杰,潘晓弘.  机械工程学报. 2009(06)

博士论文
[1]微小线段高速加工的轨迹优化建模及前瞻插补技术研究[D]. 金永乔.上海交通大学 2015
[2]面向五轴加工轨迹的曲率连续光顺及其插补方法研究[D]. 石璟.上海交通大学 2014
[3]空间大型机械臂关节控制系统及轨迹规划研究[D]. 郭闯强.哈尔滨工业大学 2012
[4]数控系统速度前瞻控制算法及其实现[D]. 王海涛.南京航空航天大学 2011
[5]高平稳数控运动控制算法与系统软件开发方法研究[D]. 何均.南京航空航天大学 2010
[6]六自由度串联机器人运动优化与轨迹跟踪控制研究[D]. 刘松国.浙江大学 2009

硕士论文
[1]6R机械臂末端拖曳与刚度可视化仿真及实验研究[D]. 党渊渊.浙江大学 2017
[2]面向工业机器人控制器的运动控制与仿真软件设计与实现[D]. 王侦.东南大学 2015



本文编号：2962049