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文檔簡介

第六章工業機器人的運動規劃及編程本章涉及工業機器人技術的三個重要內容，即軌跡規劃和機器人語言以及機器人離線編程系統。軌跡規劃是指根據作業任務要求，確定軌跡參數并實時計算和生成運動軌跡。它是工業機器人控制的依據，所有控制的目的都在于精確實現所規劃的運動，機器人具有可編程功能，因此需要用戶和機器人之間的接口。為了提高編程效率，出現了機器人編程語言，它以一種通用的方式解決了人一機通訊問題；機器人離線編程系統是利用計算機圖形學，建立機器人編程環境，從而可以脫離機器人工作現場進行編程的系統。由于不占用機動時間，提高了設備利用率。而且由于離線編程本身就是CAD/CAM一體化的組成部分，有時可以直接利用CAD數據庫的信息，大大減少了編程時間，提高了編程水平。6-1工業機器人的軌跡規劃6-2機器人的編程6-1工業機器人的軌跡規劃一、引言我們指定工業機器人執行某項操作作業，往往會附加一些約束條件，如沿指定路徑運動及j要求運動平穩等。這就提出了對機器人運動軌跡進行規劃和協調的問題。由于運動軌跡可在j關節坐標空間中描述，也可在直角坐標空間中指定，從而形成了關節空間和直角坐標空間機器j人運動軌跡的規劃和生成方法。本節將對這兩類規劃方法進行介紹，重點是關節空間規劃方j法。3軌跡規劃涉及到下面三個問題:4(10要對機器人的任務進行描述，即對機器人的運動軌跡進行描述。軌跡規劃器具有簡化j任務描述的功能，用戶不需要寫出進行某指定作業的運動軌跡函數表達式，只要求輸入有關路1徑的若干約束及其簡單描述。至于規劃的細節問題則由系統本身去完成。例如，用戶可以只給1出手爪的目標位姿，讓系統由此確定到達目標的路徑點、持續時間、運動速度等參數。1(2)根據所確定的軌跡參數，如何在計算機內部描述所要求的軌跡。這主要是選擇習慣規2定以及合理的軟件數據結構問題。，3對內部描述的軌跡進行實際計算。通常是在運行時間內按一定的速率計算出位置、速量度和加速度，生成運動軌跡。(噩二、軌跡規劃的一般性問題；通常,工業機器人的作業可以描述成工具坐標系r相對于工作坐標系3的一系列運j動。例如,圖64所示的將銷插入工件孔中的作業,可以借助工具坐標系的一系列位姿川=j1,2,.)來描述。這種描述方法不僅符合機器人用戶考慮問題的思路,而且有利于描述和生3!A的運動軌跡。?!:1；精精工具坐標系相對于工作坐標系的運動!來描述作業路徑,是一種通用的作業描述方法。它把作業路徑的描述與具體的機器人、手爪或工具分離開來,形成了模型化的作業描述方法。從而使這種描述既適用于不同的機器人,也適用于同一機器人上裝夾不同規格的工具。有了這種描述方法,我們就可以把如圖6-2所示的機器人從初始狀態運動到終止狀態的作業,看作是工具坐標系從初始位置丁

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