毕业论文-adams环境下工业机器人运动控制和联合仿真

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1、西南交通大学本科毕业设计（论文）ADAMS环境下工业机器人运动控制和联合仿真MotionControlAndCo-simulationOfIndustrialRobotiNADAMSEnvironment年级:2005级学号:20051035姓名:*****专业:机械设计制造及其自动化指导老师:@@@@@2009年6月西南交通大学本科毕业设计(论文)第I页西南交通大学本科毕业设计(论文)第71页毕业设计（论文）任务书班级机械05-7班学生姓名学号20051035发题日期：2009年3月20日完成日期：2009年月日题目ADAMS环境下工业机器人

2、运动控制和联合仿真1、本论文的目的、意义在制造系统中，工业机器人扮演着重要的角色，从加工、制造、装配，配送等过程环节，工业机器人因其自身的灵活性应用越来越广泛，它已经成为当代工业自动化三大领域之一，它的水平高低和应用程度反应出了一个国家工业水平的高低。本项目通过对工业机器人运动学、系统模型建立与仿真，研究工业机器人在使用中的运动学分析以及基本的控制方法，并通过ADAMS实现对工业机器人实际运动的研究和仿真，将控制响应过程通过OpenGL环境实现视景仿真。2、学生应完成的任务1）源程序及相应的文档，实现如下功能：工业机器人运动学模型建立与仿真，动

3、力学模型建立与仿真，通过Matlab控制模型输出的数据实现视景仿真等。2）翻译课题相关外文资料。3）毕业论文说明书。3、论文各部分内容及时间分配：（共12周）第一部分实习调研、收集资料（1-2周）第二部分方案选择、总体设计、软件熟悉（3-4周）第三部分系统建模、编程（5-8周）第四部分联合仿真、测试及文档的编写（9周）第五部分编写毕业论文说明书（10-11周）评阅及答辩（12周）指导教师：年月日审批人：年月日西南交通大学本科毕业设计(论文)第71页摘要虚拟样机技术就是在建造第一台物理样机之前,设计师利用计算机技术建立机械系统的数字化模型,进行仿

4、真分析并以图形方式显示该系统在真实工程条件下的各种特性,从而修改并得到最优设计方案的技术。ADAMS软件是目前国际上应用最为广泛的虚拟样机分析软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。但针对复杂的机器人机械系统，要想准确的控制其运动，仅依靠ADAMS软件自身也很难做到；MATLAB软是Mathworks公司开发的一种集计算、图形可视化和编辑功能于一体的优秀数学应用软件，具有强大的计算能力，能够建立复杂的控制模型准确控制复杂机器人系统的运动；OpenGL（开放式图形库全称）是SGI公司开发的底层三维图形API

5、，目前在图形开发领域已成为工业标准。使用OpenGL可以创建视觉质量接近射线跟踪程序的精致漂亮的3D图形。VisualC++6.0已经成为集编辑、编译。运行、调试为一体的功能强大的集成编程环境，在Windows编程中占有重要地位。OpenGL和VisualC++6.0有紧密接口，利用二者可以开发出优秀的视镜仿真系统。ADAMS、MATLAB和VisualC++6.0由于定位不同，都有各自的优势和缺点，但是三者之间又可以通过接口联合控制或者混合编程。本文分别利用ADAMS对三自由度机器人的运动学和轨迹优化方案进行研究，利用VisualC++6.0

6、、OpenGL和从MATLAB里导出的控制模型的数据对三自由度机器人进行了视景仿真的研究。论文首先通过建立坐标系和矩阵变换，对刚体的空间表示进行了阐述，然后采用通用的D-H法则，将机器人关节角度参数化，推导出其正运动学方程和逆运动关节角，并计算出机器人手部的初始坐标。其次采用ADAMS软件，详细介绍了机器人三维建模过程，包括整体框架构建，单个构件绘图和布尔运算等，并对机器人关节点进行了参数化设计。最后从机器人轨迹规划的基本原理和方法出发，比较分析了关节空间轨迹规划和直角坐标空间轨迹规划的差别，并采用三次多项式和五次多项式对机器人进行了轨迹规划，

7、利用ADAMS软件中内嵌的Step函数对运动轨迹进行了仿真分析。然后在WindowsXPProfessional的系统环境下，以VisuallC++6.0为开发工具，建立了三自由度机械手视景仿真系统模型，实现了仿真系统对MATLAB控制模型导出数据的读取和利用。关键词:运动学轨迹规划ADAMS虚拟样机技术视景仿真纹理映射西南交通大学本科毕业设计(论文)第71页AbstractBeforemanufacturingthefirstphysicalprototype,thedesignersusedcomputertechnologytobuild

8、amechanicalsystemofdigitalmodelforanalysissimulation,whichshowedthatthesyst