工业机器人的运动学与轨迹规划研究

发布时间：2021-07-27 02:24

　　随着机器人行业近年来的高速发展,工业机器人已经在多种场合逐渐代替人工进行加工作业,其所能适应的工作任务也越来越多,这就对工业机器人的轨迹规划提出了较高的要求,在实现传统的PTP运动及CP运动外,还应就轨迹的效率、能耗及平滑性等问题进行考虑,提高轨迹性能。因此,本文对工业机器人的轨迹规划进行了深入的研究,提出了以效率与平滑性为目标的多目标优化轨迹规划算法,并利用MATLAB软件进行仿真,验证了算法的有效性。首先,本文对正运动学与逆运动学的求解进行了研究,这是对工业机器人进行轨迹规划前的必要准备工作,并提出一种带有灾变系数的小生境遗传算法用于逆运动学的求解,基于MATLAB软件对PUMA560型工业机器人进行逆运动学实例仿真,验证了算法的有效性。其次,本文通过对国内外轨迹规划研究现状进行分析,对移动型机器人、关节型机器人基于B样条曲线、S样条曲线在关节空间、笛卡尔空间中的轨迹规划的优缺点进行了研究,并对部分类型的轨迹规划给出了仿真实例。最后针对关节型工业机器人的工作效率及工作中产生振动、磨损的问题,本文利用5次非均匀B样条曲线,在关节空间中建立曲线端点的一阶导数与二阶导数均可指定的时间-位... 

【文章来源】：西华大学四川省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

工业机器人进行搬运作业Fig1.1Industrialrobotcarryingoperation

工业机器人的运动学与轨迹规划研究2图1.2工业机器人进行焊接作业Fig1.2Industrialrobotweldingoperation图1.3工业机器人进行喷涂作业Fig1.3Industrialrobotsprayingoperation随着工业机器人在行业内的广泛应用，工业机器人代替人工进行生产制造的缺点与不足开始逐渐显露出来，例如工业机器人在启停与运行过程中因为速度改变而产生的振动导致的加工质量与加工精度下降、工业机器人的末端执行件难以精确的停在指定位置、运行过程中加速度突变造成的刚性冲击、工业机器人因为振动而产生的噪声等[3]。产生上述问题的主要原因是工业机器人在作业时的轨迹与速度规划不合理，通过调整工业机器人的运行速度、进行合理的轨迹规划可以有效的降低这些问题的影响程度，因此对工业机器人进行轨迹规划是一件有意义的事情。在对工业机器人进行轨迹规划研究前，首先需要对机器人运动学进行研究，因为轨迹规划中涉及到大量与机器人运动学有关的内容。1.2国内外发展与研究现状1.2.1工业机器人发展与研究现状国外对工业机器人的研究比国内更早，经过了半个多世纪的发展后，在生产精度、生产效率、自动化水平及生产排放上都有了极大的提高。工业机器人也为改善生产环境做出了极大的

工业机器人的运动学与轨迹规划研究2图1.2工业机器人进行焊接作业Fig1.2Industrialrobotweldingoperation图1.3工业机器人进行喷涂作业Fig1.3Industrialrobotsprayingoperation随着工业机器人在行业内的广泛应用，工业机器人代替人工进行生产制造的缺点与不足开始逐渐显露出来，例如工业机器人在启停与运行过程中因为速度改变而产生的振动导致的加工质量与加工精度下降、工业机器人的末端执行件难以精确的停在指定位置、运行过程中加速度突变造成的刚性冲击、工业机器人因为振动而产生的噪声等[3]。产生上述问题的主要原因是工业机器人在作业时的轨迹与速度规划不合理，通过调整工业机器人的运行速度、进行合理的轨迹规划可以有效的降低这些问题的影响程度，因此对工业机器人进行轨迹规划是一件有意义的事情。在对工业机器人进行轨迹规划研究前，首先需要对机器人运动学进行研究，因为轨迹规划中涉及到大量与机器人运动学有关的内容。1.2国内外发展与研究现状1.2.1工业机器人发展与研究现状国外对工业机器人的研究比国内更早，经过了半个多世纪的发展后，在生产精度、生产效率、自动化水平及生产排放上都有了极大的提高。工业机器人也为改善生产环境做出了极大的


本文编号：3304872