基于OPENGL的码垛机器人离线编程仿真系统

摘要

随着工业机器人应用环境的发展，人们对于机器人离线编程的需求越来越高。对于编程效率，安全性和便利性都提出了进一步的要求。而仿真技术可以为离线编程提供一个安全可靠，灵活便捷的环境。本文结合现实项目中的4自由度码垛机器人开发了一个基于QT的码垛机器人离线编程仿真系统，实现了码垛机器人的离线编程仿真。
　　本文主要进行了以下研究工作:首先针对项目的需求和实际情况进行研究工作和前期设计，其次在PC机上利用QTCREATOR与其OpenGL组件在QT环境下构建了该码垛机器人的三维仿真工作场景，接着对机器人部件，运动学问题以及与环境中工件的互动进行运动与物理学仿真，然后对用户提供了仿真示教编程及自动规划编程两种不同的输入方式，使用户可以在PC机环境下便捷精确的对码垛机器人进行编程与仿真，最后将用户的编程结果通过格式转换变为机器人编程语言，以实现对机器人进行实时控制。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究意义

1．2 国内外研究现状分析

1．3 课题概况

1．3．1 本论文主要工作

1．3．2 本文内容安排

第二章 码垛机器人选型及运动学分析

2．1 码垛机器人结构类型对比

2．2 混联式圆柱坐标型机器人

2．2．1 机械结构

2．2．2 码垛机器人三维仿真

2．3 混联式圆柱坐标型码垛机器人运动分析

2．3．1 机器人运动学原理

2．3．2 正运动学分析

2．3．3 码垛机器人机械手位置解

2．3．4 逆运动学分析

2．4 本章小结

第三章 系统整体设计

3．1 需求分析

3．1．1 项目背景

3．1．2 设计目标

3．2 QT集成开发环境

3．2．1 QTCREATOR

3．3 多输入方式的码垛机器人离线编程仿真系统整体设计

3．3．1 整体设计

3．3．2 系统结构

3．4 本章小结

第四章 仿真显示模块分析

4．1 OPENGL图形库

4．1．1 OPENGL简介

4．1．2 QT中OPENGL的使用

4．1．3 视角转换

4．1．4 透明

4．1．5 光源、材质和光照

4．1．6 纹理映射

4．1．7 显示列表

4．2 机器人三维模型的构建与导入

4．2．1 SOLIDWORKS

4．2．1 DEEPEXPLORTION

4．3 仿真显示模块

4．4 碰撞检测模块

4．4．1 碰撞检测模块工作原理

4．4．2 碰撞检测模块实现

4．5 本章小结

第五章 离线编程模块

5．1 模拟示教模块

5．1．1 模拟示教模块设计

5．1．2 模拟示教模块实现

5．2 自动规划路径模式

5．3 机器人指令转化

5．4 本章小结

第六章 仿真测试

6．1 离线编程仿真操作测试

6．2 离线编程结果输出验证

6．3 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的论文及科研课题