【摘要】：工業(yè)機器人現(xiàn)已廣泛應用于砂帶打磨作業(yè)中,但仍主要采用“示教-再現(xiàn)”的模式生成機器人打磨軌跡,一旦曲面的形狀復雜,示教編程不但耗時長而且會降低機器人打磨的質(zhì)量。為了能夠快速地生成高質(zhì)量的機器人砂帶打磨軌跡,針對離線編程模式生成機器人砂帶打磨軌跡的方法,對刀路規(guī)劃、機器人打磨軌跡規(guī)劃以及機器人打磨軌跡的優(yōu)化三個方面進行了研究。為了生成高質(zhì)量的曲面打磨刀位點,對曲面打磨刀路的生成方法與插補方法進行了研究。為解決在曲線曲率變化劇烈處,曲率估算插補算法生成的刀位點數(shù)目過于稀疏的缺陷,提出了一種優(yōu)化的曲線插補算法,該算法在曲線的任何地方都能夠生成符合設定誤差的刀位點數(shù)目,避免了過切的發(fā)生。為解決用偏置線法生成等殘高刀路所產(chǎn)生的的邊界問題和自交問題,提出了一種基于參數(shù)線法生成等殘高行切刀路的算法,相對于傳統(tǒng)的用偏置線法來生成等殘高刀路,該算法生成的刀路更穩(wěn)定,而且沒有邊界問題和自交問題。仿真結果表明,生成的打磨刀位點具有較高的質(zhì)量,能夠符合打磨加工要求。為了將曲面打磨刀位點轉化為機器人的打磨運動軌跡,對機器人打磨軌跡的規(guī)劃方法進行了研究。為了提高機器人打磨軌跡規(guī)劃算法的通用性,提出了運用運動螺旋理論對機器人進行正運動學建模,以及運用數(shù)值法來求解機器人的逆解,相對于通過D-H參數(shù)法建立的機器人正、逆運動學方程,該建模方法對于不同型號的機器人都具有統(tǒng)一的求解形式,實現(xiàn)了通用的機器人正、逆運動學求解算法。為了生成機器人的打磨軌跡,闡述了根據(jù)刀位點文件生成機器人打磨軌跡的原理。仿真結果表明,該建模方法具有較好的通用性,而且用上述建模方法生成的機器人打磨軌跡與用D-H參數(shù)建模生成的機器人打磨軌跡一致。上述機器人打磨軌跡規(guī)劃算法得到的機器人軌跡,可能存在關節(jié)量變化較大以及打磨過程發(fā)生碰撞等缺陷;為解決該問題,對機器人打磨軌跡的生成過程進行了優(yōu)化,提出了一種機器人優(yōu)化打磨軌跡搜索算法。首先,提出了可以通過調(diào)整砂帶輪上打磨點的位置,對機器人的打磨軌跡進行優(yōu)化;接著,推導并整合了打磨點坐標系調(diào)整公式,根據(jù)打磨點坐標系的調(diào)整公式,提出了用兩個坐標軸來描述機器人打磨軌跡,建立軌跡結點的數(shù)學模型;最后,提出了一種機器人打磨軌跡搜索算法,得到一條無碰撞且關節(jié)量變化較小的機器人打磨軌跡。用V形工件對算法進行仿真,對比優(yōu)化前機器人打磨軌跡規(guī)劃算法所得到的機器人軌跡,利用優(yōu)化算法得到的機器人軌跡的最大關節(jié)變化量從2.8123rad減小到1.0741rad;用S形工件對算法進行仿真,表明利用優(yōu)化算法能夠生成一條無碰撞的機器人打磨軌跡,實現(xiàn)了機器人無碰撞砂帶打磨。
【圖文】：

機器人打磨現(xiàn)階段，，工業(yè)機器人主要的編程方式可分為在線示教和離線編程兩種

行切形刀路
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP242.2

【參考文獻】

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10 王偉;

本文編號：2645030