摘要:
随着科技的发展，人工成本不断上升。工业机器人以其高速、高效、质量稳定、抗疲劳能力强、能从事危险工作等特点，在工业、医疗、军事等行业得到了广泛应用，发挥着越来越重要的作用。本课题的研究对象是工业机器人的控制系统。本文主要研究控制系统中的运动学算法和轨迹规划算法。在算法实现和仿真的基础上，对模型机器人进行了验证，并在验证成功的基础上，对宋新工业机器人进行了运动学和轨迹规划实体测试。本文主要围绕工业机器人控制系统展开，各章内容概括如下:第二章， 基于控制系统中的基本算法，研究了机器人的数学模型。运动学算法和轨迹规划算法。首先，基于机器人学理论，介绍了机器人的数学模型，包括空间位姿的描述方法和D-H模型的建立规则。然后介绍了机器人的运动学原理，根据D-H参数和齐次变换方程实现了运动学方程的正解。采用雅可比迭代法实现运动学方程的逆解。最后，建立了机器人任务空间和关节空间的轨迹构造方法，推导了任务空间中直线、圆弧和自由曲线的构造方程。采用四元数插值方法在任务空间中构造平滑的姿态轨迹。为了实现平滑的关节运动，介绍了关节空间的轨迹构造方法。第三章研究了六轴模型机器人的物理测试。首先，将模型机器人测试系统分为PC机的算法实现与仿真模块、DSP的控制模块和机器人本体的驱动模块。在PC机的算法实现和仿真模块中，介绍了直线-圆弧的算法实现和运动仿真。给出了基于和混合编程的自由曲线的算法实现和仿真测试，并给出了测试结果。然后依次分析说明了各个模块的实现方法，并给出了各个模块的功能测试结果。最后，对模型机器人测试系统的各个模块进行了集成、测试和测试。第四章重点介绍了宋新实体工业机器人的测控。本文首先介绍了宋新工业机器人系统的结构， 提出了基于自主开发的控制系统的控制方案，并对现有控制系统提出了改造方案。修改后，进行基本测试。建立了宋新工业机器人本体的D-H模型，构建了基于的三维仿真环境，并进行了正运动学和逆运动学仿真试验，为后续的实体控制奠定了仿真基础。其次，以单轴伺服系统为研究对象，进行了基于高度控制卡的单轴/多轴控制，为后续的实体控制奠定了实验基础。最后，以宋新工业机器人为研究对象，基于高度控制卡进行单轴/多轴控制，并对轨迹规划进行测量。发动