【摘要】：隨著工業(yè)自動(dòng)化迅猛發(fā)展,機(jī)器人的工作對(duì)象也越來越趨近于精密化、復(fù)雜化和廣泛化。尤其對(duì)于用于精密化表面處理工藝,諸如表面噴涂、激光和等離子表面改性等,應(yīng)用于這些領(lǐng)域的機(jī)器人需要完成對(duì)曲面的作業(yè)過程,這一過程中不僅需要精確控制機(jī)器人的運(yùn)行軌跡,還需要實(shí)時(shí)控制作業(yè)過程中的工藝參數(shù),人工尋點(diǎn)示教方法及現(xiàn)有的離線編程系統(tǒng)均無法滿足這些作業(yè)要求。基于以上問題,本文以華中科技大學(xué)材料成形與模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的六軸工業(yè)機(jī)器人為基礎(chǔ),開發(fā)了一種面向復(fù)雜模具型面的表面處理工藝的工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真系統(tǒng)。本文針對(duì)該系統(tǒng)主要開展了以下幾個(gè)方面的工作:分析工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)原理,采用標(biāo)準(zhǔn)D-H參數(shù)建模方法,建立機(jī)器人各關(guān)節(jié)的齊次變換矩陣,求得機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正解,并采用臂腕分離法推導(dǎo)出機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解公式,進(jìn)而提出了一種姿態(tài)優(yōu)化算法,在六軸工業(yè)機(jī)器人的多個(gè)逆解中確定出機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的最優(yōu)解。規(guī)劃工業(yè)機(jī)器人的加工軌跡,利用等殘余高度的迭代算法,獲得了待加工曲面的刀位軌跡數(shù)據(jù)。通過標(biāo)定加工坐標(biāo)系,計(jì)算機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解及姿態(tài)優(yōu)化算法,將待加工曲面的軌跡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)軌跡文件�；贛ATLAB中Robotics Toolbox工具箱對(duì)機(jī)器人進(jìn)行建模,并對(duì)機(jī)器人待作業(yè)軌跡文件進(jìn)行模擬仿真,觀察運(yùn)動(dòng)過程是否平滑連續(xù),是否存在碰撞干涉危險(xiǎn),驗(yàn)證了機(jī)器人軌跡規(guī)劃的合理性和正確性。本文最后提出了工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真系統(tǒng)的整體架構(gòu)和實(shí)例分析,通過實(shí)驗(yàn)表明了該系統(tǒng)的可行性和穩(wěn)定性,同時(shí)也證明了本系統(tǒng)所用算法、模型的正確性。本系統(tǒng)可以有效避免機(jī)器人加工過程中出現(xiàn)的代碼錯(cuò)誤、關(guān)節(jié)干涉、運(yùn)動(dòng)卡頓等問題,顯著提高了六軸工業(yè)機(jī)器人的加工精度和編程效率。
【圖文】：

本文的技術(shù)路線圖

圖 2.1 位置表示定在物體末端的坐標(biāo)系{B}的方向來描標(biāo)系{B}的三個(gè)坐標(biāo)軸的單位矢量來表 313233212223111213rrrrrrrrrRXYZABABABAB
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG174.4;TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2698450