基于固高運(yùn)控器的SCARA四軸機(jī)械臂路徑規(guī)劃研究.pdf

1、工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志，是實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造2025的關(guān)鍵。工業(yè)機(jī)器人具有應(yīng)用范圍廣、控制精度高、勞動(dòng)力成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。但是工業(yè)機(jī)器人在中國(guó)市場(chǎng)上還存在一些亟待解決的問(wèn)題。受歐洲日本等發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)壟斷，工業(yè)機(jī)器人成本高，底層程序無(wú)法開(kāi)發(fā)和移植，不能適應(yīng)企業(yè)靈活多變的生產(chǎn)需求和對(duì)成本的控制要求。而路徑規(guī)劃算法是歐日等發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)機(jī)器人軟件上被壟斷的技術(shù)核心之一。路徑規(guī)劃算法不可開(kāi)發(fā)限制了企

2、業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的靈活性，導(dǎo)致中小加工企業(yè)引入機(jī)器人的成本增加。
　　針對(duì)以上問(wèn)題，本課題結(jié)合工業(yè)機(jī)械臂的正向、逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)原理及直線和圓弧兩種基本路徑規(guī)劃算法原理，在VS2010平臺(tái)上用C++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的基于對(duì)話框的MFC程序，實(shí)現(xiàn)算法開(kāi)發(fā)并在多種環(huán)境下做了詳細(xì)的對(duì)比性仿真,該算法具有可移植性強(qiáng)，運(yùn)算精度高等優(yōu)點(diǎn)。然后自主研發(fā)了一臺(tái)“工業(yè)PC+運(yùn)動(dòng)控制卡”開(kāi)放式的SCARA四軸機(jī)械臂。結(jié)合幾何法運(yùn)動(dòng)學(xué)分析原理，在固高公司的GTS-4

3、00-PV-G運(yùn)動(dòng)控制器上實(shí)現(xiàn)了PTP路徑規(guī)劃算法的底層開(kāi)發(fā)，并成功運(yùn)用在基于視覺(jué)引導(dǎo)的工作平臺(tái)上，實(shí)時(shí)性好且具有可靠的精度和穩(wěn)定性。
　　本論文首先介紹了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展和研究動(dòng)態(tài)，對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和路徑規(guī)劃算法原理的理論知識(shí)做了詳細(xì)的闡述。結(jié)合理論知識(shí)，主要研究了直線和圓弧兩種路徑規(guī)劃算法在VS2010平臺(tái)上的軟件實(shí)現(xiàn)和仿真。然后介紹了自主設(shè)計(jì)研發(fā)的一臺(tái)SCARA四軸機(jī)械臂，并給出了詳細(xì)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖和軟件代碼。最后講解了三個(gè)