雙SCARA機器人無碰路徑規(guī)劃及應(yīng)用.pdf

1、作為柔性制造系統(tǒng)關(guān)鍵組成部分的機器人已廣泛應(yīng)用于電子制造行業(yè)。如何進一步地提升產(chǎn)能是業(yè)界關(guān)注的重點，為彌補單機器人系統(tǒng)的不足，應(yīng)用多機器人系統(tǒng)成為一個常用的解決方案，而如何規(guī)劃多機器人在共享工作空間下的無碰運動則是一個亟需解決的問題。本文以多機器人在電子制造行業(yè)中的應(yīng)用為背景，圍繞多機器人無碰路徑規(guī)劃和碰撞檢測等關(guān)鍵技術(shù)及在異型插件作業(yè)中的應(yīng)用展開研究，主要完成了如下工作：
　　1.多機器人系統(tǒng)無碰路徑規(guī)劃問題的描述以及基本方法研

2、究。探討了多機器人系統(tǒng)在位形空間中的描述方式，將多機器人系統(tǒng)無碰路徑規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為在位形空間中的路徑求解問題；為解決位形空間下的路徑求解問題，采用了單次查詢、雙向采樣與延遲碰撞檢測相結(jié)合的 SBL-PRM(Single-query, Bi-directional, Lazy collision checking, Probabilistic Roadmap Method)進行路徑規(guī)劃；設(shè)計了多機器人無碰路徑規(guī)劃器的總體方案，為多機器人系

3、統(tǒng)的無碰路徑規(guī)劃問題提供通用解決框架。
　　2.在多機器人無碰路徑規(guī)劃器的框架下設(shè)計與實現(xiàn)了雙 SCARA機器人無碰路徑規(guī)劃器。為達到更好的路徑搜索效果，確定了SBL-PRM中的最大采樣次數(shù)、鄰域半徑、局部路徑檢測閾值；針對PRM產(chǎn)生路徑的次優(yōu)性，提出自適應(yīng)步長路徑平滑算法，提高了無碰路徑的規(guī)劃質(zhì)量；采用五次多項式對無碰路徑點進行規(guī)劃，提高了機器人運動的平穩(wěn)性。
　　3.雙SCARA機器人PCB異型插件工作站的開發(fā)。討論了工

4、作站的系統(tǒng)組成，完成了工作站控制系統(tǒng)的總體設(shè)計，分析了控制系統(tǒng)的控制流程，并對雙SCARA無碰路徑生成器、邏輯控制器、仿真平臺、機器人通訊等關(guān)鍵子程序進行了詳細設(shè)計和分析。
　　4.實現(xiàn)了多種情景下的無碰路徑規(guī)劃及運動仿真，并將算法進一步應(yīng)用于雙SCARA機器人 PCB異型插件工作站中進行驗證。仿真和實驗結(jié)果表明了所提出的無碰路徑規(guī)劃算法和相應(yīng)的規(guī)劃器具有較好的有效性和實用性。
　　本文提出的多機器人無碰路徑規(guī)劃方法可推廣到