空间自由曲线机器人匀速运动控制方法研究

发布时间：2024-02-01 08:14

　　随着工业技术的发展,工业机器人在涂装领域应用越来越广泛,自动涂装设备代替人工已经成为趋势,提高自动涂装系统性能具有很重要的现实意义和价值。自动涂装中,需要对相关工件的自由曲线形状进行描述及参数化处理,使机器人末端沿该轮廓线匀速运动。针对涂装的工艺要求,本文进行了空间自由曲线机器人匀速运动控制方法的研究。首先,对空间自由曲线的NURBS插补方法进行了研究。介绍了NURBS曲线的基本理论和其求解方法,引入一种自适应的NURBS曲线插补方法,此方法便于计算机储存与计算,且计算速度快、仿形精度高、得到的曲线更平滑。其次,进行了多段直线连续匀速运动轨迹规划。引入了基于梯形速度规划的多段直线连续运动的轨迹规划,针对机器人末端连续匀速运动的要求,对该轨迹规划方法进行了调整,实现了多段直线连续匀速运动的轨迹生成;针对需要机器人末端垂直工件表面喷涂的场合,提出了一种基于点云模型的姿态规划。然后,对轨迹规划后的末端速度进行了基于遗传算法的优化。该方法基于PUMA560机器人建立了末端连续运动轨迹的优化模型,采用时间最优准则对该段轨迹进行优化,得到了在其约束条件范围内的最佳速度和加速度;最后,进行了空间自由...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1自由型曲面图例NURBS是由Versprille在其博士学位论文中首次提出，全称为非均匀有理B样条，

2人开发”中发现，在机器人执行喷涂轨迹过程中，末端速度波动在5%范围内才能保证工件表面漆膜的均匀性和机器人运动的平稳性。综上所述，提高自动涂装系统性能具有很重要的现实意义和价值，高效精确的自由曲线的插补方法和轨迹规划方法又是提高自动涂装系统性能的重要手段。1.2国内外研究现状1.....

图1.2NURBS曲线与控制点连接成的多边形误差约束的参数插补器

3图1.2NURBS曲线与控制点连接成的多边形误差约束的参数插补器。FengJ等人[4]提出了一种基于各轴弦误差和加速度限制的实时自适应NURBS插补器，但采用的二阶taylor展开式的参数预估方法，需要二阶求导，计算量大。为满足新一代数控系统的需要，KaiZ等人[5]对NURB....

图2.2三次B样条曲线及其控制多边形

14三次B样条曲线的节点矢量为：2121231[0,0,0,0,,,...,,1,1,1,1]njjllllllULLL=+++=（2-14）同理，可得高阶的奇次B样条曲线节点矢量，以三次B样条为例，图2.2为三次B样条曲线及其控制多边形。图2.2三次B样条曲线及其控制多边形2.....

图2.1S型加减速曲线图

20112233445566700()00JtttttJtttJttttJttttttJttt≤<≤<≤<=≤<≤<≤<≤<（2-44）a)b)c)图2.1S型加减速曲线图a)速度曲线b)加速度曲线c)加加速度曲线11223344556670()0JtttAtttAJttttAt....

本文编号：3891841