基于NC代碼的工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃與MRDS仿真.pdf

1、隨著數(shù)控技術(shù)在制造業(yè)的深入發(fā)展，NC代碼得到了廣泛應(yīng)用。若以通用NC代碼直接作為工業(yè)機(jī)器人的工作語言，將大大克服現(xiàn)行工業(yè)機(jī)器人工作語言的復(fù)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(dá)到這一目的，本文首先確定了新型工業(yè)機(jī)器人SKY-1型的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)而進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算，設(shè)計(jì)了工業(yè)機(jī)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(jī)器人的六個(gè)自由度關(guān)節(jié)角的轉(zhuǎn)化、基于五次樣條插值法的機(jī)器人軌跡規(guī)劃和基

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

3、條插值”，即，首先在笛卡爾空間對(duì)NC代碼的坐標(biāo)值進(jìn)行規(guī)劃，保證在笛卡爾空間內(nèi)機(jī)器人工具末端的一階、二階導(dǎo)數(shù)連續(xù)，從而保證機(jī)器人末端工具的平穩(wěn)運(yùn)行；然后在關(guān)節(jié)空間中對(duì)各個(gè)關(guān)節(jié)使用“五次樣條插值”，使得各個(gè)軸轉(zhuǎn)角函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)的連續(xù)，從而保證了各個(gè)軸運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。
　　最后本文深入研究了微軟機(jī)器人仿真平臺(tái)(MRDS)的運(yùn)行機(jī)制，掌握了在MRDS中用戶界面的創(chuàng)建、用戶界面與主服務(wù)間的數(shù)據(jù)傳送以及在MRDS中工業(yè)機(jī)器人的建模，并