一种六自由度工业机器人的轨迹规划及仿真研究

摘要

工业机器人已广泛应用与工业生产、航空航天、机器制造等领域。本课题针对某公司一种承重3kg的六自由度工业机器人进行同步研究,通过对工业机器人运动学、动力学分析以及轨迹的规划进行详细分析,完成了此款机器人的三维仿真系统的开发与应用。
　　 本文介绍了一种机器人三维建模方法,为机器人创建笛卡尔坐标系并求解该机器人的运动学方程,为其进行轨迹规划。同时论述了基于VC++与openGL的仿真系统软件的开发流程。对软件总体设计以及利用OpenGL进行应用软件的三维显示的具体操作方法做了详细介绍。充分利用openGL的实时交互性,模拟工业机器人的示教／再现过程。通过此仿真系统,可以编辑六自由度工业机器人的控制程序并动态模拟出六自由度工业机器人的运动轨迹,观察机器人的运动过程和结果,检验工业机器人控制程序编写的正确性。避免未经过仿真检验的控制程序直接用于机器人而对周围环境可能造成的危害。
　　 最后,就仿真软件中运动学计算系统、轨迹规划系统及动态显示功能等模块中的关键算法给出具体实现过程。实现了控制动作的编辑以及运动轨迹的跟踪,可部分实现机器人的动作过程模拟。这种六自由度机器人的三维仿真系统的设计方法的研究,在机器人学和控制理论方面具有一定的实用价值。