基于DMC的机器人轨迹规划研究与实现.pdf

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1、·86·工业仪表与自动化装置基于DMC的机器人轨迹规划研究与实现王谦(华南理工大学机械与汽车工程学院，广州510640)摘要：在分析6自由度机器人运动控制系统架构的基础上，提出基于DMC(digitalmotionCO1．-troller)的开放式运动控制系统的6自由度机器人轨迹插补算法。主要研究在笛卡尔空间规划中直线的插补算法。同时介绍了插补算法在DMC上的具体实现方式。实验证明了控制器能可靠精确地实现机器人轨迹运动关键词：6自由度机器人；轨迹插补算法；运动控制器；DMC中图分类号：TP242文献标志码：A文章编号：IOO0—0682(2011)o3—0086—03Thestud

2、yandimplementationofthetrajectoryplanningofrobotbasedonDMCWANGQian(CollegeojMechanicalandAutomotiveEngineering，SouthChinaUniversityTechnology，Guangzhou510640，Chinu)Abstract：Proposedinthispaperisat阳jectoryinterpolationalgorithmfor6Rrobotwithanopenal’一chitectureofrobotmotioncontrolsystembasedonD

3、MC．ThemethodoflinearinterpolationinCartesianspaceismostlystudied．Simultaneously，presentedrealizationoftrajectoryalgorithmbasedOilI)MC．Ex—perimentalresultindicatingDMCcontrolleraccomplishedtrajeetolTmotionofrobotpreciselyandreliably．Keywords：6Rrobot；trajectoryinterpolation；motioncontroller；DMC0

4、引言1机器人运动控制系统设计近年来，机器人控制系统越来越多地使用开放所设计的6自由度机器人整体采片JPCBased的式结构，尤其以PC+专业运动控制卡模式为主流，控制方案，使用DMC一2183多轴运动控制器作为F在这种开放式控制系统结构中，能充分发挥计算机位机模块，丁控Pc机负载系统人机交互、系统调度干¨处理速度快的优点并可运行用户自定义软件，人机协调、运动学正逆解及运动轨迹规划等，DMC一2183界面友好，具有很强的模块化特征和软硬件重构能则负责6个关节的运动协渊控制，如图1所爪采力。DMC(digitalmotioncontroller)是美国GALIL公用如下的策略实现运动控

5、制程序设计：丁控PC机司的产品，和其他运动控制器相比，DMC最大的特根据用户的设定完成轨迹规划、运动学正逆解等汁点是产品繁多，价格便宜且使用简单，能满足普通数算出每个关节的插值增量，然后把这些捅值增量控设备的精度与性能需要。用DMC构造机器人控成DMC运动控制命令语言并自动保存为．㈧义制器是一个很好的选择。件，再通过工业以太网把生成的．【xI义件下载刮轨迹规划在机器人控制中起着非常重要的作DMc中，最后执行运动命令。用。轨迹规划就是根据作业确定机器人末端的运动轨迹。直线和圆弧轨迹规划则是最基本、最常用的轨迹规划，是其他复杂曲线轨迹规划的一个基础。该文主要研究直线轨迹规划算法及其在D

6、MC运动控制器上的具体实现方式。图1控制系统架构收稿日期：2011—03—212轨迹插补算法的研究作者简介：王谦(1986)，男，海南琼海人，硕士生，主要研究方向为机器人技术及其应用。在机器人运动中，急速的运动会力Jl剧天的磨2011年第3期工业仪表与自动化装置·87·损，激起操作臂的共振，因此通常期望操作臂的运动其中，DMC一2183的轮廓运动模式运行使用户轨迹是平滑的。较理想的轨迹应具有连续的一阶导能够在1—8轴内定义任意位置一时间曲线，从而非数和二阶导数，该文使用归一化和抛物线拟合的算常理想地跟踪由计算机产生的轨迹：如抛物线、螺旋法，对直线轨迹进行规划。线或用户自定义的轨迹。

7、此功能对轨迹类别无限直线插补是在已知两点的位置和姿态，求出连制，轨迹长度也无限制。例如：接这两点的直线轨迹上各中间点(插补点)的位置指令说明和姿态。其各个插补点的位姿由下式求出：}}A标号CMA指定A轴为轨迹方式』=+A△，yy·+A△)，，=+A△(1)【=Ot1+AAa，卢=／31+A△芦，y=1+AATDT2指定第1个时间间隔为22ms式中：(。，Y，)、(O／、JB、)分别为开始点的位置CD48；WC指定第1个位置增量和姿态，(，y，)、(Ol，卢，)分别为插