串联机器人控制器离线编程系统设计与实现

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1、密级:硕士学位论文串联机器人控制器离线编程系统设计与实现作者姓名：王光道指导教师:刘荫忠研究员中国科学院沈阳计算技术研究所孙维堂副研究员中国科学院沈阳计算技术研究所学位类别:工程硕士学科专业:计算机技术培养单位:中国科学院沈阳计算技术研究所2016年4月DesignandImplementationofanOff-lineProgrammingSystemfortheSerialRobot’sControllerByWangGuangDaoADissertationSubmittedtoUniversit

2、yofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofComputerTechnologyShenyangInstituteofComputingTechnology,ChineseAcademyofSciencesApril,2016独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含

3、其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国科学院大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。签名：日期：关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国科学院大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以公布学位论文的全部或部分内容。（

4、涉密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：摘要摘要机器人离线编程系统是当前机器人领域研究的重点。随着制造业对柔性和智能性加工要求的不断提高，面向高质量和复杂轨迹类型的加工任务逐步成为机器人作业的主流模式。离线编程方式具有高效安全、成本低和易于实行等优点，可以克服示教编程的操作繁琐、安全性低等不足，从而提高机器人的编程效率，灵活智能地控制机器人工作。论文以六关节串联机器人MOTOMAN-MA1400为研究对象，主要完成以下内容：1．分析了MOTOMAN-MA1400机器人的机械结构特点；利用

5、D-H矩阵建立了机器人运动学模型；给出了代数解析法求机器人正逆解的过程；提出了加权“最短行程”准则，给出了一种权重表达式；利用“最短行程”以及加权“最短行程”准则选出机器人最优逆解并进行对比分析。2．对六关节串联机器人控制器离线编程系统软件进行了总体设计，包括需求分析、系统软件结构设计、系统软件开发平台选择。3．详细设计并实现了机器人三维仿真模块，集成了3D建模模块、基于SCS(Sphere-Cylinder-Sphere,即球体-圆柱体-球体)包围结构的碰撞检测模块、轨迹规划模块等。4．根据安川机器人控

6、制器可以识别的语言体系，详细设计并实现了离线编程管理控制模块，利用离线编写的机器人运动程序调用仿真模块进行测试，并利用实体安川机器人进行现场调试。论文设计开发的串联机器人控制器离线编程系统能够完成简单的直线和圆弧运动，为以后系统控制精度的提升奠定了基础。【关键词】串联机器人离线编程代数解析法三维仿真轨迹规划I串联机器人控制器离线编程系统设计与实现ABSTRACTTherobotOLP(Offlineprogramming)systemisthefocusofthecurrentresearchfield.

7、Alongwiththecontinuousimprovementforflexibleandintelligentinindustryprocessing,thetaskforhighqualityandcomplextrajectorygraduallybecomethemainstreammode.OLPhastheadvantagesofhighefficiency,lowcostandeasytoimplement,anditcanimproveprogrammingefficiency,and

8、controltherobotworkflexiblyandintelligently.Inthispaper,weusedMOTOMAN-MA1400astheresearchobject,whichisaseriesofsixjointrobot.Firstly,weanalyzedtherobot’sstructurecharacteristics,andusedD-Hmatrixtoestablishkinematic