基于cadcam技术的机器人连续轨迹规划

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1、中国科学技术大学硕士学位论文基于CAD/CAM技术的机器人连续轨迹规划姓名：陈浣申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：王建平20090501摘要机器人的轨迹规划在机器人的控制中具有重要的地位。本文以ABB．IRBl40型工业机器人为研究对象，对该机器人的末端执行器进行连续轨迹规划。首先采用D川法建立机器人的各连杆坐标系，接着对机器人进行运动学分析，建立了运动学方程，之后进行了机器人的逆运动学分析。在此基础上，提出了基于Q如／洲技术的机器人连续轨迹规划算法，并通过虚拟机器人建模技术完成数控加工仿真。该算法利用CAM中的造

2、型及铣加工功能模块获得待加工件表面信息，然后综合考虑机器人系统加工精度和加工速度的要求，采用累加弦长的三次参数B样条算法，调整和优化工艺参数，将CNC轨迹转化成机器人运动轨迹。并对提出的三次B样条等弦长插补算法进行详细的阐述，同时介绍了插补算法的软件设计及其实现。文中通过实验分析证明，该算法所生成的连续轨迹运动精度更高，运行更平稳，可满足面向复杂轮廓的现代高速高精度的机械加工要求。接着在VERICUT的基础上，通过虚拟机器人建模，修改机器人参数文件和控制文件，使CAD／CAM系统中生成的NC代码可以直接驱动机器人完成仿真，并且

3、通过实例展现了机器人仿真加工的全过程。以数控加工仿真为主要内容的虚拟机器人技术实现了与CAD／CAM软件的无缝连接，可以在计算机上解决实际加工中遇到的各种问题，缩短开发周期，降低生产成本，提高产品质量。最后通过建立机器人控制器与计算机的通信，完成机器入实体的轨迹运动，从而验证了此机器人轨迹规划算法的正确性和可行性。关键词：CAD／CAM；工业机器人；轨迹规划；三次B样条；插补算法：数控加工；仿真．ABSTRACTRobot’Spathplanningplaysa11importantroleincontrollingthero

4、bot．Thispapermainlyresearchescontinuouspathplanningofrobot’SendeffectorbasedonABB．IRBl40industryrobot．First，buildonABB-IRBl40industryrobot’ScoordinateSsystemaccordingtoD．Hmethod．Second，thekinematicsanalysisof6Rrobotisgiven，thekinematicsequationofrobotaresetup，andthe

5、back—kinematicsequationoftheroboticareanalyzed．Onthebasis，thispaperproposedancontinuouspathplanningalgorithmbasedonCAD／CAMtechnology,andcompletedCNCMachiningSimulationbyvirtualrobotmodel．ThesurfaceinformationofworkpieceisobtainedthroughthemillingmoduleoftheCAMsoftwa

6、re，andongroundoftheconsiderationoftherequirementofprocessingspeedandaccuracy，itadoptsinterpolationalgorithmofcubicparametricB．．splinetotheproblemofcumulativestring．TheCNCtrackistransformedtotheroboticcontinuouspathafterthetrackisadjustedbytheparameters．Thispaperintr

7、oduCCStheCubicB．splinecurveinterpolationalgorithmindetail，andgivesinterpolationalgorithm’ssoftwaredesign．Theexperimentresultshowsthattheroboticcontinuouspathproducedbythisalgorithmisofhigherprecisionandmoresmoothmotion．whichcanmeetthemodemmechanicaldemandsofhighspee

8、dandaccuracyinmanuafacturingcomplicatedprofiles．Then．onthebasisofVERICUT,itcandrivetherobotmodeltocompletemotionwithNCcodewhichisgenerated