五自由度噴涂機(jī)器人軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、噴涂是制造業(yè)中一道必不可少的工序，以自動(dòng)化噴涂來取代傳統(tǒng)的人工噴涂的需求顯得尤為迫切，但目前的噴涂設(shè)備大多受限于目標(biāo)特性、成本等，因此研究噴涂機(jī)器人技術(shù)對滿足日益增長的對自動(dòng)化噴涂需求具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。本文以實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的五自由度噴涂機(jī)器人為對象，進(jìn)行了以下方面的研究。
　　根據(jù)五自由度噴涂機(jī)器人的原理圖，建立笛卡爾空間坐標(biāo)系，并確定連桿參數(shù)，在此基礎(chǔ)之上，采用D-H參數(shù)法推導(dǎo)了運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，確立了由噴涂機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度求解末端

2、執(zhí)行器位姿的方法。進(jìn)一步，采用反變換法求解了機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題，從而確定了由末端執(zhí)行器的位姿求解機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)角度的方法。對運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析為之后的軌跡規(guī)劃與運(yùn)動(dòng)控制都打下了基礎(chǔ)。
　　作為噴涂機(jī)器人軟件系統(tǒng)所必要的功能，對噴涂機(jī)器人的軌跡規(guī)劃算法進(jìn)行了研究。分別從關(guān)節(jié)空間和笛卡爾空間兩個(gè)方面進(jìn)行，研究了關(guān)節(jié)空間中過路徑點(diǎn)的三次多項(xiàng)式插值算法，笛卡爾空間中關(guān)于空間直線和圓弧的插值算法，為示教再現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了必要的條件。
　

3、　對五自由度噴涂機(jī)器人軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是本文研究的目的之一，基于模塊化設(shè)計(jì)方法和面向?qū)ο笏枷?，設(shè)計(jì)了噴涂機(jī)器人軟件系統(tǒng)，說明了軟件系統(tǒng)的各個(gè)模塊的主要功能，并重點(diǎn)介紹了運(yùn)動(dòng)控制與示教系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)。
　　以實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的五自由度噴涂機(jī)器人為對象，開發(fā)的配套的噴涂機(jī)器人軟件系統(tǒng)為平臺，設(shè)計(jì)了示教再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該軟件系統(tǒng)在實(shí)際噴涂作業(yè)中是可行的，基本完成了對于噴涂機(jī)器人的要求，同時(shí)也驗(yàn)證了軌跡規(guī)劃算法的可行性，證明所涉及的算