汽車、電子設(shè)備、航空航天等制造業(yè)的快速發(fā)展,對作為制造業(yè)典型智能裝備的工業(yè)機(jī)器人的工作模式提出了更高的要求。多工業(yè)機(jī)器人協(xié)同工作方式在變姿態(tài)弧焊、大工件搬運(yùn)以及協(xié)作裝配等許多應(yīng)用場景能夠完成單機(jī)器人無法勝任的工作。本文由此對工業(yè)機(jī)器人協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。針對協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制中多個(gè)運(yùn)動(dòng)單元的閉環(huán)運(yùn)動(dòng)鏈問題,首先對包括機(jī)器人和變位機(jī)在內(nèi)的單個(gè)運(yùn)動(dòng)單元進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模,在分析了多個(gè)運(yùn)動(dòng)單元間運(yùn)動(dòng)形式及其約束的基礎(chǔ)上,提出了基于主從關(guān)系的機(jī)器人協(xié)同系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模方案。為了獲取協(xié)同系統(tǒng)模型中主從運(yùn)動(dòng)單元相對位置關(guān)系,提出了適用于變位機(jī)基坐標(biāo)系標(biāo)定的關(guān)節(jié)軸線法和適用于機(jī)器人基坐標(biāo)系標(biāo)定的三點(diǎn)“握手”法,并推導(dǎo)出了主從協(xié)同正逆變換公式。為了實(shí)現(xiàn)協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制,設(shè)計(jì)了協(xié)同運(yùn)動(dòng)插補(bǔ)算法和同步運(yùn)動(dòng)插補(bǔ)算法。針對協(xié)同插補(bǔ)算法中協(xié)同軌跡平滑性的問題,提出了基于Bezier樣條的協(xié)同軌跡過渡方法。針對協(xié)同插補(bǔ)算法中多機(jī)器人速度同步規(guī)劃的問題,提出了適用于變位機(jī)與機(jī)器人的基于擴(kuò)展聯(lián)動(dòng)軸的同步速度規(guī)劃方法,以及適用于機(jī)器人與機(jī)器人的基于擴(kuò)展分組的同步速度規(guī)劃方法。在梯形速度規(guī)劃的基礎(chǔ)上,對多機(jī)器人同步速度... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

接觸式標(biāo)定

基坐標(biāo)系相對位置關(guān)系。接觸式標(biāo)定，根據(jù)待標(biāo)定的機(jī)器人是否直接接觸，分為輔助工作臺(tái)法和握手法。侯仰強(qiáng)[18]使用輔助工作臺(tái)作為“公共靶”，先利用單機(jī)器人工件坐標(biāo)系標(biāo)定分別求出兩臺(tái)機(jī)器人相對“公共靶”的空間位置關(guān)系，再利用坐標(biāo)變換算出兩臺(tái)機(jī)器人間基坐標(biāo)系之間的關(guān)系，這種方法需要分別對每個(gè)機(jī)器人進(jìn)行一次三點(diǎn)標(biāo)定，操作繁瑣，且每一步操作都會(huì)引入誤差。T.C.Hsia 博士[19]利用機(jī)器人末端方形夾具進(jìn)行機(jī)器人握手，這種方法要求末端兩塊方形板接觸面完全重合，實(shí)際操作難度很大；Yalou Huang[20]使用已知尺寸的軸孔配合夾具來進(jìn)行握手，這種方法降低了完全面接觸的困難，但示教起來仍有一定困難；甘亞輝[21]博士利用機(jī)器人末端針狀?yuàn)A具，進(jìn)行空間四點(diǎn)握手來建立基坐標(biāo)系關(guān)系，但四點(diǎn)要求是正三菱錐，操作起來比較困難；HuajianDeng 等[20]利用空間三次握手建立了基坐標(biāo)系的關(guān)系，這種方法只要求三點(diǎn)不共線即可，操作起來相對容易。吳潮華[17]利用并利用基于空間投影的 2 點(diǎn)握手法進(jìn)行標(biāo)定，但其有個(gè)重要前提是機(jī)器人在公共世界坐標(biāo)系的投影關(guān)系已知，這個(gè)前提并不適合本文的情況。

人的同步；多控制器則需要由專門的通信線路來進(jìn)行機(jī)器人間的同步。單控制器同步控制方面，ABB 提供 MultiMove 功能，支持在一臺(tái)控制器中利用兩個(gè)程序的同步執(zhí)行來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器人的同步運(yùn)動(dòng)；FANUC 則提供 CoordinatedMotion 功能，利用 1 個(gè)程序同時(shí)控制多臺(tái)機(jī)器人，每條運(yùn)動(dòng)控制指令控制多臺(tái)機(jī)器人同步或協(xié)同運(yùn)行。多控制器同步控制方面，KUKA 的 RobotTeam 功能可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人的同步控制；Yassine Bouteraa 等[40]人設(shè)計(jì)了主從模式下多從機(jī)的通信結(jié)構(gòu)；吳潮華[17]利用新松機(jī)器人公司提供的離線編程接口庫實(shí)現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器人的同步控制，其中兩個(gè)機(jī)器人間的通信由 PLC 實(shí)現(xiàn)；畢志強(qiáng)[41]利用離線編程軟件，采用 8 軸聯(lián)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人與變位機(jī)的協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制，也通過 IO 通信的方式實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)機(jī)器人的協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制；Krused 等[42]利用 TCP/IP 實(shí)現(xiàn)了三臺(tái)工控機(jī)間的通信，完成對兩臺(tái)機(jī)器人的集成控制；向勇等[43]在研究協(xié)同雙機(jī)器人協(xié)同鉆鉚時(shí)通過 Ethercat(TCP/IP)進(jìn)行系統(tǒng)和機(jī)器人之間信息的同步，但存在通信延時(shí)的問題。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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