工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃及插補(bǔ)算法的研究.pdf

1、我國工業(yè)化處于高速發(fā)展的階段，機(jī)器人控制技術(shù)的研究對加快工業(yè)4.0進(jìn)程具有重要意義。軌跡規(guī)劃作為機(jī)器人控制技術(shù)的重要組成部分逐漸成為熱門研究方向。
　　從工業(yè)機(jī)器人在國內(nèi)外的研究發(fā)展現(xiàn)狀可以看出我國急需研究開發(fā)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)控制技術(shù)，而現(xiàn)有的軌跡規(guī)劃方法存在應(yīng)對機(jī)器人過彎作業(yè)時(shí)會引起沖擊的不足，例如激光切割、焊接噴涂等機(jī)器人在高速過彎時(shí)會因沖擊造成本體振動(dòng)，影響作業(yè)精度。針對此問題提出分段軌跡規(guī)劃的思想，以 F3型機(jī)器人為研究對象

2、，先通過改進(jìn)D-H法構(gòu)建機(jī)器人數(shù)學(xué)模型；再針對機(jī)器人作業(yè)軌跡示教點(diǎn)任意分布的情況，選用三次非均勻B樣條曲線來擬合機(jī)器人在笛卡爾空間中的作業(yè)軌跡，提高擬合曲線精度；依據(jù)軌跡曲率極值點(diǎn)對曲線分段處理，采用復(fù)合積分公式計(jì)算單段曲線長度，保證計(jì)算精度。
　　選用兩種不同的速度控制曲線進(jìn)行對比分析，表明了梯形速度曲線因加速度的突變會引起對本體的沖擊。選用S形速度曲線進(jìn)行軌跡規(guī)劃，設(shè)計(jì)S形速度規(guī)劃器，規(guī)劃器以曲線長度和始末速度限制作為輸入量計(jì)

3、算得出插補(bǔ)步長。構(gòu)建 u-L反函數(shù)，求解任意插補(bǔ)步長L對應(yīng)的空間插補(bǔ)點(diǎn)位置參數(shù)u。
　　最后分別采用全局標(biāo)準(zhǔn)S形速度規(guī)劃、分段標(biāo)準(zhǔn)減速S形速度規(guī)劃以及分段預(yù)減速S形速度規(guī)劃算法對F3型機(jī)器人進(jìn)行仿真，通過速度、加速度曲線變化的對比以及空間插補(bǔ)效果的直觀對比，表明采用分段式預(yù)減速軌跡規(guī)劃算法可以有效的減小機(jī)器人末端在過彎時(shí)產(chǎn)生的沖擊，抑制振動(dòng)，保證機(jī)器人運(yùn)行平穩(wěn)。將機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)時(shí)速度、加速度和加加速度進(jìn)行空間分解，更加直觀