基于MATLAB-Robotics工具箱的工业机器人轨迹规划及仿真研究

作者:于天宇;李达;宋宝玉 刊名:机械工程师 上传者:薛静

【摘要】对Cincinnati T3-746工业机器人的运动学轨迹规划进行了分析与仿真。通过实验对该工业机器人的三关节的关节轨迹进行了三次多项式插值运算。利用MATLAB-Robotics工具箱对该工业机器人进行了建模,实现了对工作空间内任意直线、圆弧轨迹拟合插值运算。通过运动学正反解的计算,得到了实时的关节空间坐标的数值解。为该工业机器人进一步的研究和应用提供了理论分析依据。

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!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!! (2)配研滑动轴承轴向调整垫,保证滑动轴承轴向间隙为 0.02mm。 装配完成后,磨头主轴空运转 4h,检查主轴的温升、主轴径向跳动、轴向窜动达到出厂精度要求。试磨CS6140 系列床身导轨面,明暗相间的振纹消失。经过半年多的观察,机床运行正常,振纹现象再未出现。 6 结 论 对于采用多楔式动静压滑动轴承的导轨磨床,轴承的半径间隙过大,导致的轴承的油膜压力 p、承载力 P 和油 膜静刚度 K 大幅度下降是产生磨削振纹主要因素之一。 [参考文献] [1] 机械设计手册编委会.机械设计手册(机械零部件与传动设计卷)[M] .北京:机械工业出版社,2007. [2] 机床设计手册编委会.机床设计手册(下册)[M] .北京:机械工业出版社,1980. (编辑 立 明) 作者简介:郭宝林(1972-),男,高级工程师,工程硕士学位,研究方向为机械制造。 收稿日期:2011-03-17 基于MATLAB-Robotics工具箱的工业机器人轨迹规划及仿真研究 于天宇 a, 李达 b, 宋宝玉 b (哈尔滨工业大学 a.英才学院; b.机电工程学院机械设计系,哈尔滨 150001) 1 引 言 机器人学中的一个基本问题是为解决某个预定的任务而规划机器人的动作,然后在机器人执行完成那些动作所需的命令时控制它。机器人轨迹规划属于机器人低层规划,是在机械手运动学和动力学的基础上,讨论机器人运动的规划及其方法。所谓轨迹,就是机器人在运动过程中的位移、速度和加速度。面向笛卡尔空间轨迹优化的优点是概念直观,而且沿预定直线路径可达到相当的准确性,而像 Cincinnati T3-746 这样的工业机器人可用的控制算法与实际控制操作都是建立在关节坐标系当中的。因此,笛卡尔空间路径规划需要在笛卡尔坐标和关节坐标之间进行实时变换。 为了实现对工作空间内任意直线、圆弧轨迹拟合插值运算,从而使 Cincinnati T3-746 机器人实现点焊、弧焊以及写字的功能,首先对该工业机器人的腰关节、肩关节和 肘关节的关节坐标与开发软件从旋转变压器中所读值进行三次多项式插值,将其所得出的结果与试验结果比较。利用 MATLAB-Robotics 工具箱对 Cincinnati T3-746 机器人改装后的写字机器人进行建模,分别对工作空间内直线和圆弧曲线进行了轨迹规划,通过运动学正反解得到了实时的关节空间坐标的数值解,再与之前得出的三次多项式插值拟合曲线标定得出各个关节旋转变压器的读数反输入至控制器,则完成驱动机器人按规划的轨迹运动。 MATLAB-Robotics 工具箱将纷繁复杂的运动学正反解数值运算简单高效化,为该机器人的轨迹优化提供了便利,验证了 Cincinnati T3-746 机器人改装后的写字机器人在工作空间中运动轨迹的正确性与合理性。 2 Cincinnati T3-746 机器人建模 2.1 Cincinnati T3-746 机器人的基本结构 Cincinnati T3-746 是一种精密的垂直多关节型工业 摘 要:对 Cincinnati T3- 746 工业机器人的运动学轨迹规划进行了分析与仿真。通过实验对该工业机器人的三关节的关节轨迹进行了三次多项式插值运算。利用 MATLAB- Robotics 工具箱对该工业机器人进行了建模,实现了对工作空间内任意直线、圆弧轨迹拟合插值运算。通过运动学正反解的计算,得到了实时的关节空间坐标的数值

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