焊接機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)軌跡多目標(biāo)優(yōu)化.pdf

1、工業(yè)機(jī)器人自60年代初問(wèn)世以來(lái)，期間經(jīng)歷了近50年的發(fā)展，現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造領(lǐng)域，成為汽車(chē)制造業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化中主要的機(jī)電一體化設(shè)備，而應(yīng)用最多的則是焊接機(jī)械臂。應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)的主要目的在于：削減生產(chǎn)人員的編制、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、以及降低勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)提高產(chǎn)品的質(zhì)量。機(jī)器人的應(yīng)用與傳統(tǒng)的機(jī)器設(shè)備的使用相比，具有兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：一是容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的完全自動(dòng)化；其次是與生產(chǎn)設(shè)備適應(yīng)能力的高度融合。開(kāi)發(fā)新的工業(yè)機(jī)器人是當(dāng)前熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。本

2、文以Motoman K6機(jī)械臂為研究對(duì)象，研究在其六個(gè)自由度條件下的路徑、時(shí)間和能量?jī)?yōu)化問(wèn)題。首先對(duì)Motoman K6建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，研究運(yùn)動(dòng)軌跡。分別以路徑最短、時(shí)間最短和能量最短作為優(yōu)化目標(biāo)，去探尋機(jī)器人最優(yōu)運(yùn)動(dòng)軌跡。論文主要完成了以下工作：
　　1，根據(jù)Motoman K6焊接機(jī)械臂結(jié)構(gòu)參數(shù)，用D-H方法建立機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并對(duì)機(jī)器人進(jìn)行正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析；
　　2，分別在連桿和關(guān)節(jié)的笛卡爾空間中分析現(xiàn)有的機(jī)器人軌跡

3、規(guī)劃方法。在關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控件內(nèi)利用三次多項(xiàng)式方法實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在空間中任一點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的軌跡規(guī)劃；
　　3，通過(guò)焊接機(jī)器人工作空間，以路徑最短為優(yōu)化目標(biāo)，用遺傳算法實(shí)現(xiàn)最短路徑規(guī)劃，并與模擬退火算法進(jìn)行比較。
　　4，根據(jù)上面獲得的路徑，對(duì)運(yùn)行時(shí)間建立擬合函數(shù)，并以時(shí)間最短為優(yōu)化目標(biāo)，得到速度連續(xù)、時(shí)間最短的機(jī)器人控制方案；
　　5，在上面獲得的路徑和時(shí)間基礎(chǔ)上，以動(dòng)能最小作為優(yōu)化目標(biāo)，直接得到機(jī)器人兩節(jié)點(diǎn)之間動(dòng)能的軌跡。