六軸工業(yè)機器人的軌跡規(guī)劃與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)的日益發(fā)展，機器人技術(shù)也突飛猛進，逐漸深入到人們生活的各個方面，包括工業(yè)上的生產(chǎn)、制造、加工等。
　　本文針對六軸工業(yè)機器人主要開展了以下幾個方面的工作：
　　機器人硬件系統(tǒng)的設(shè)計，包括機器人本體以及電控柜電氣連接部分的設(shè)計。上位機的主要功能是完成與控制器的通信，同時也要完成機器人運動學、軌跡規(guī)劃方面算法的實現(xiàn)，還有狀態(tài)的實時顯示。關(guān)節(jié)控制器采用香港固高公司生產(chǎn)的GTS-800運動控制卡，主要實現(xiàn)位置、速度和力矩

2、伺服控制算法的實現(xiàn)。
　　對機器人的運動學理論進行研究，采用標準的D-H建模方法，建立各關(guān)節(jié)的齊次變換矩陣。利用六組變換矩陣的乘積得到運動學正解，采用解析法結(jié)合投影法推導出運動學的幾組逆解，最后利用MATLAB的機器人工具箱進行仿真驗證，確定正確的一組解。
　　機器人的軌跡規(guī)劃部分，采用S曲線加減速控制算法結(jié)合三次樣條插值對機器人進行笛卡爾空間的直線插補和圓弧插補，使得運動平穩(wěn)、可靠。并且實現(xiàn)算法優(yōu)化，優(yōu)化前后的速度、加速度

3、、加加速度變化過程以及直線插補和圓弧插補均由MATLAB仿真驗證。
　　本文最后給出了控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計部分。基于MFC結(jié)合固高控制卡的API函數(shù)完成了控制界面程序的編寫，實現(xiàn)系統(tǒng)與操作者之間的信息交互，完成了機器人運動狀態(tài)檢測、數(shù)字量輸入檢測、運動參數(shù)顯示、操作信息提示、串口通信功能開啟、運動模式的切換以及機器人視覺信息處理的初步工作。并且基于MFC和OpenGL動態(tài)鏈接庫，開發(fā)了一套適用于此六軸機器人的三維仿真工具，其中融入了