基于固高運控器的SCARA四軸機械臂路徑規(guī)劃研究.pdf

1、工業(yè)機器人的研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志，是實現(xiàn)中國制造2025的關(guān)鍵。工業(yè)機器人具有應(yīng)用范圍廣、控制精度高、勞動力成本低等諸多優(yōu)點。但是工業(yè)機器人在中國市場上還存在一些亟待解決的問題。受歐洲日本等發(fā)達國家技術(shù)壟斷，工業(yè)機器人成本高，底層程序無法開發(fā)和移植，不能適應(yīng)企業(yè)靈活多變的生產(chǎn)需求和對成本的控制要求。而路徑規(guī)劃算法是歐日等發(fā)達國家工業(yè)機器人軟件上被壟斷的技術(shù)核心之一。路徑規(guī)劃算法不可開發(fā)限制了企

2、業(yè)生產(chǎn)過程的靈活性，導(dǎo)致中小加工企業(yè)引入機器人的成本增加。
　　針對以上問題，本課題結(jié)合工業(yè)機械臂的正向、逆向運動學(xué)原理及直線和圓弧兩種基本路徑規(guī)劃算法原理，在VS2010平臺上用C++語言開發(fā)了相應(yīng)的基于對話框的MFC程序，實現(xiàn)算法開發(fā)并在多種環(huán)境下做了詳細的對比性仿真,該算法具有可移植性強，運算精度高等優(yōu)點。然后自主研發(fā)了一臺“工業(yè)PC+運動控制卡”開放式的SCARA四軸機械臂。結(jié)合幾何法運動學(xué)分析原理，在固高公司的GTS-4

3、00-PV-G運動控制器上實現(xiàn)了PTP路徑規(guī)劃算法的底層開發(fā)，并成功運用在基于視覺引導(dǎo)的工作平臺上，實時性好且具有可靠的精度和穩(wěn)定性。
　　本論文首先介紹了工業(yè)機器人的發(fā)展和研究動態(tài)，對機器人運動學(xué)和路徑規(guī)劃算法原理的理論知識做了詳細的闡述。結(jié)合理論知識，主要研究了直線和圓弧兩種路徑規(guī)劃算法在VS2010平臺上的軟件實現(xiàn)和仿真。然后介紹了自主設(shè)計研發(fā)的一臺SCARA四軸機械臂，并給出了詳細的硬件系統(tǒng)設(shè)計圖和軟件代碼。最后講解了三個