基于NC代碼的工業(yè)機器人軌跡規(guī)劃與MRDS仿真.pdf

1、隨著數(shù)控技術在制造業(yè)的深入發(fā)展，NC代碼得到了廣泛應用。若以通用NC代碼直接作為工業(yè)機器人的工作語言，將大大克服現(xiàn)行工業(yè)機器人工作語言的復雜性，使得連續(xù)路徑編程特別是曲面編程不再局限于示教編程。為了達到這一目的，本文首先確定了新型工業(yè)機器人SKY-1型的結構參數(shù)進而進行機器人運動學計算，設計了工業(yè)機器人專用的NC代碼解釋器，然后著重研究了五軸(三軸)NC代碼數(shù)據(jù)向工業(yè)機器人的六個自由度關節(jié)角的轉化、基于五次樣條插值法的機器人軌跡規(guī)劃和基

2、于MRDS的機器人仿真系統(tǒng)等關鍵技術。
　　本文首次提出并使用五點虛擬刀具的概念，即用五個相對位置保持不變的點來虛擬機器人末端工具，從而使得千變?nèi)f化的機器人末端工具得到了統(tǒng)一，即僅僅用五個點的坐標來描述末端工具，將NC代碼的坐標值(X、Y、Z、A、C)關聯(lián)到虛擬刀具的五個點上，經(jīng)過算法的變換，最終用虛擬刀具五個點的坐標求的機器人逆解參數(shù)，從而進行逆解，為下一步的軌跡規(guī)劃打下基礎。
　　本文在機器人軌跡規(guī)劃時，采用兩次“五次樣

3、條插值”，即，首先在笛卡爾空間對NC代碼的坐標值進行規(guī)劃，保證在笛卡爾空間內(nèi)機器人工具末端的一階、二階導數(shù)連續(xù)，從而保證機器人末端工具的平穩(wěn)運行；然后在關節(jié)空間中對各個關節(jié)使用“五次樣條插值”，使得各個軸轉角函數(shù)的一階導數(shù)、二階導數(shù)的連續(xù)，從而保證了各個軸運動的平穩(wěn)性。
　　最后本文深入研究了微軟機器人仿真平臺(MRDS)的運行機制，掌握了在MRDS中用戶界面的創(chuàng)建、用戶界面與主服務間的數(shù)據(jù)傳送以及在MRDS中工業(yè)機器人的建模，并