工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)編程軟件平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前，機(jī)器人離線編程技術(shù)由于能適應(yīng)復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)要求被越來越多的應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。離線編程主要分為離線示教編程和離線自動(dòng)編程，離線示教編程難以擺脫在線示教編程的一些缺點(diǎn)。而離線自動(dòng)編程作為一種面向任務(wù)的編程方式，可以有效提高機(jī)器人的編程效率。
　　迄今為止，國內(nèi)已有大量關(guān)于機(jī)器人離線自動(dòng)編程技術(shù)的研究。由于CAD軟件具有仿真三維空間和人機(jī)交互方式，故國內(nèi)自動(dòng)編程系統(tǒng)大多是在CAD軟件上進(jìn)行二次開發(fā)的，而此方式使得后續(xù)的系統(tǒng)功能和性能

2、都嚴(yán)重受限于CAD軟件的局限性。故本文采用基于開源庫的開發(fā)方式構(gòu)建了一款不受CAD平臺(tái)限制、人機(jī)交互性較強(qiáng)、對(duì)末三軸正交于一點(diǎn)的六軸球型關(guān)節(jié)機(jī)器人普遍支持且方便與實(shí)體機(jī)器人通訊的開放性平臺(tái)。本平臺(tái)采用面向任務(wù)的機(jī)器人編程方式，故對(duì)用戶的機(jī)器人編程知識(shí)要求較低，能有效降低機(jī)器人編程的難度。
　　首先，為了使自動(dòng)編程軟件不但具有較高的穩(wěn)定性，本文對(duì)自動(dòng)編程平臺(tái)進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)，將平臺(tái)的各具體功能劃分并以模塊化方式進(jìn)行開發(fā)，在避免了各功能

3、模塊間的耦合的同時(shí)，方便了對(duì)軟件平臺(tái)進(jìn)行后續(xù)功能的擴(kuò)展。此外，本平臺(tái)的各功能模塊結(jié)合了可移植的跨平臺(tái)庫和插件機(jī)制，使軟件具有輕量級(jí)且可移植的特點(diǎn)。
　　然后，針對(duì)目前工業(yè)領(lǐng)域中常見的末三軸正交于一點(diǎn)的六軸球型關(guān)節(jié)機(jī)器人進(jìn)行研究，本文開發(fā)了基于VRML模型自動(dòng)生成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的求解模塊，極大地?cái)U(kuò)展了本平臺(tái)所支持的機(jī)器人類型。目前，國外的一些較為先進(jìn)的機(jī)器人仿真軟件可以根據(jù)用戶從外部導(dǎo)入的機(jī)器人模型生成該機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解，本文在

4、對(duì)此類軟件進(jìn)行了研究，最終實(shí)現(xiàn)了從機(jī)器人的VRML仿真模型生成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的方法，使得本平臺(tái)達(dá)到了支持從外部導(dǎo)入機(jī)器人模型進(jìn)行自動(dòng)編程的效果。
　　其次，本文將整個(gè)系統(tǒng)劃分為多個(gè)核心功能模塊，以模塊化的方式逐一開發(fā)各功能模塊。系統(tǒng)主要功能模塊分為工件軌跡提取與處理、軌跡插補(bǔ)與顯示、目標(biāo)位姿快速設(shè)定、作業(yè)文件生成、自動(dòng)編程平臺(tái)與示教器和控制器交互等，最終以動(dòng)態(tài)鏈接庫的方式實(shí)現(xiàn)各模塊，使軟件在加載和運(yùn)行時(shí)更為高效和穩(wěn)定。充分利用了

5、DXF文件中數(shù)據(jù)的易讀和精確的特點(diǎn)，從工件模型的DXF文件自動(dòng)提取軌跡后對(duì)軌跡進(jìn)行變換，使其符合系統(tǒng)的顯示要求。然后，通過對(duì)軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)后顯示于三維仿真空間中，以供用戶設(shè)置機(jī)器人的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)位姿。本文提出的目標(biāo)位姿的設(shè)定方法可以在二維計(jì)算機(jī)顯示器上快速設(shè)定仿真三維空間中的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)位姿。最后，自動(dòng)生成的機(jī)器人作業(yè)文件通過平臺(tái)與實(shí)體機(jī)器人的交互模塊來控制實(shí)體機(jī)器人的作業(yè)。
　　最后，基于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的機(jī)器人物理實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)，在自主開發(fā)