本文關(guān)鍵詞：機床工件搬運六自由度工業(yè)機器人系統(tǒng)開發(fā)

  更多相關(guān)文章： 六自由度搬運機器人 正逆解優(yōu)化算法 關(guān)節(jié)坐標軌跡規(guī)劃 運動控制器

【摘要】：目前機床行業(yè)中,工業(yè)機器人的應用與發(fā)展變得越來越重要。采用工業(yè)機器人,不僅能提高生產(chǎn)效率,減輕勞動強度,還能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量,縮短產(chǎn)品制造周期,大幅度降低成本。在工業(yè)生產(chǎn)中,搬運機器人動作靈活,特別是六自由度工業(yè)搬運機器人具有非常好的柔性,因此它能夠改善工人的勞動條件,節(jié)約原材料的消耗,提高產(chǎn)品的質(zhì)量,加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代,顯著地提高勞動生產(chǎn)率。本文在機床工件搬運六自由度工業(yè)機器人方面的主要研究工作如下:研究分析了六自由度工業(yè)機器人的運動學問題。根據(jù)D-H法建立了工業(yè)機器人空間坐標系,分析說明了兩相鄰坐標系之間相互轉(zhuǎn)換的關(guān)系,并推導出了其轉(zhuǎn)換矩陣。在求解六自由度工業(yè)機器人正逆解的過程中,根據(jù)用到的系數(shù)的個數(shù)不同,提出了三種建立坐標系的方法。通過對六自由度工業(yè)機器人正逆解的分析得出,用第三種方法建立坐標系最優(yōu)。在求解六自由度工業(yè)機器人正逆解過程中分別對求得的正解結(jié)果和逆解結(jié)果進行了驗證。研究分析了六自由度工業(yè)機器人的空間軌跡規(guī)劃問題。對六自由度工業(yè)機器人分別在直角坐標空間和關(guān)節(jié)坐標空間進行了軌跡規(guī)劃的研究與分析。并通過MATLAB軟件對關(guān)節(jié)空間中的三次多項式插值算法和五次多項式插值算法進行了仿真實驗。通過實驗結(jié)果可知,五次多項式插值算法可以保證各關(guān)節(jié)在運動過程中關(guān)節(jié)角、角速度和角加速度都是連續(xù)的,可使電機平穩(wěn)運行。由于本課題研究的是點到點的運動,要求精度較高,故在運動軌跡規(guī)劃中選用了五次多項式插值算法。設計了六自由度工業(yè)機器人硬件控制系統(tǒng)。在硬件控制系統(tǒng)中主要提出了硬件系統(tǒng)的總體方案,進行了運動控制器的選擇和伺服電機的選型,設計了硬件控制系統(tǒng)中各部件之間的連接,包括各部分硬件與控制器接口板之間的連接,脈沖量輸出信號的連接,運動控制器與伺服系統(tǒng)之間的連接等。設計了六自由度工業(yè)機器人軟件控制系統(tǒng)。在軟件控制系統(tǒng)中主要設計了程序模塊、系統(tǒng)初始化模塊、運動模塊、示教再現(xiàn)模塊、限位急停模塊和人機交互界面。本軟件控制系統(tǒng)的人機交互界面,主要包括主界面、JOG運動控制界面、示教再現(xiàn)界面、正逆解界面、關(guān)節(jié)坐標運動界面、直角坐標運動界面、參數(shù)設置界面等。建立了機床工件搬運六自由度工業(yè)機器人實驗平臺。驗證了本課題設計的以固高運動器為核心的六自由度工業(yè)機器人硬件控制系統(tǒng)和軟件控制系統(tǒng),并詳細研究了機床工件搬運六自由度工業(yè)機器人運控制系統(tǒng)的工作原理及過程,硬件系統(tǒng)中的末端執(zhí)行器本課題選用了電磁吸盤,并對六自由度工業(yè)機器人電控柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)做了詳細設計。
【關(guān)鍵詞】：六自由度搬運機器人 正逆解優(yōu)化算法 關(guān)節(jié)坐標軌跡規(guī)劃 運動控制器
【學位授予單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG502;TP242
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 工業(yè)機器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 工業(yè)機器人國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 工業(yè)機器人國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 機床工件搬運工業(yè)機器人現(xiàn)狀14-15
• 1.4 主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 六自由度工業(yè)機器人運動學分析研究17-31
• 2.1 六自由度工業(yè)機器人坐標系的建立18-19
• 2.2 六自由度工業(yè)機器人坐標系的轉(zhuǎn)換19-20
• 2.3 六自由度工業(yè)機器人轉(zhuǎn)換矩陣的建立20-21
• 2.4 六自由度工業(yè)機器人正運動學優(yōu)化算法及驗證21-25
• 2.4.1 正運動學優(yōu)化算法21-24
• 2.4.2 正解的驗證24-25
• 2.5 六自由度工業(yè)機器人逆運動學優(yōu)化算法及驗證25-30
• 2.5.1 逆運動學優(yōu)化算法25-29
• 2.5.2 逆解的驗證29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 六自由度工業(yè)機器人運動軌跡規(guī)劃31-41
• 3.1 軌跡規(guī)劃的方法31-32
• 3.2 軌跡規(guī)劃的過程32-33
• 3.3 關(guān)節(jié)空間的插值算法33-39
• 3.3.1 三次多項式插值算法33-36
• 3.3.2 五次多項式插值算法36-37
• 3.3.3 兩種插值算法基于MATLAB的仿真實驗37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第四章 六自由度工業(yè)機器人控制系統(tǒng)硬件設計41-49
• 4.1 控制系統(tǒng)硬件總體方案41-42
• 4.2 運動控制器的選擇42-43
• 4.3 伺服電機的選型43
• 4.4 控制系統(tǒng)中硬件的連接43-47
• 4.4.1 控制器接口板與各部件之間的連接43-44
• 4.4.2 脈沖量輸出信號連接44-45
• 4.4.3 伺服軸限位信號連接45
• 4.4.4 運動控制器與伺服系統(tǒng)之間的連接45-47
• 4.5 本章小結(jié)47-49
• 第五章 六自由度工業(yè)機器人控制系統(tǒng)軟件設計49-59
• 5.1 軟件控制系統(tǒng)的總體方案49
• 5.2 軟件模塊設計49-55
• 5.2.1 程序模塊設計50-51
• 5.2.2 系統(tǒng)初始化模塊設計51
• 5.2.3 運動模塊設計51-53
• 5.2.4 示教再現(xiàn)模塊設計53-54
• 5.2.5 限位急停模塊設計54-55
• 5.3 人機界面設計55-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 第六章 機床工件搬運六自由度工業(yè)機器人實驗平臺59-63
• 6.1 機床工件搬運六自由度工業(yè)機器人控制系統(tǒng)59
• 6.2 工件搬運過程設計59-61
• 6.3 末端執(zhí)行器設計61
• 6.4 控制系統(tǒng)輔助功能設計61-62
• 6.5 本章小結(jié)62-63
• 第七章 總結(jié)與展望63-65
• 7.1 總結(jié)63-64
• 7.2 研究展望64-65
• 參考文獻65-69
• 致謝69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 歲波,都東,陳強,孫振國,韓翔宇;基于雙目視覺的工業(yè)機器人運動軌跡準確度檢測[J];機械工程學報;2003年05期

2 徐海黎;解祥榮;莊健;王孫安;;工業(yè)機器人的最優(yōu)時間與最優(yōu)能量軌跡規(guī)劃[J];機械工程學報;2010年09期

，

本文編號：719572