六自由度点焊机器人平顺轨迹仿真研究.pdf

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1、第30卷第4期计算机仿真2013年4月文章编号：1006—9348(2013)04—0295—04六自由度点焊机器人平顺轨迹仿真研究勾治践，解艳超，牛永康，王成(长春工业大学机电工程学院，吉林长春130012)籀要：以ABB—IRB一1400型工业点焊机器人为对象，研究机器人平顺轨迹规划问题。首先根据建立的机器人D—H数学模型，应用MATLAB平台的矩阵运算功能，完成机器人正、逆运动学的求解。针对三次多项式不能保证角加速度光滑的问题，提出应用5次多项式对逆解求出的各个关节角进行插值规划。应用CATIA软件建立机器人的几何模型，通过CATIA与ADAMS之间的SimDesigner接13将其导

2、入ADAMS软件中进行仿真，得到了各个关节的角度、角速度、角加速度的变化曲线，解决了机器人运动过程中平顺轨迹规划问题，为工程实际提供了一种有效、可行的轨迹规划方法。关键词：点焊机器人；平顺轨迹规划；仿真中图分类号：TP242文献标识码：BSmoothTrajectorySimulationResearchforSix—-DOFSpot——WeldingRobotGOUZhi-jian，XIEYan—chao，NIUYong—kang，WANGCheng(SchoolofMechatronieEngineering，ChangehuaUnivemityofTechnology，Changehu

3、nJilin130012，China)ABSTRACT：ThepaperusedtheABB—IRB一1400industrialspot—weldingrobotastheresearchobject．andthenresearchedtheproblemofrobotsmoothtrajectoryplanning．First．accordingtotheestablishedrobotD—Hmathemat-iealmodel．thematrixoperationfunctionofMATLABsoftwarewa5appliedtoSOlVetheforwardandinversek

4、inemat-ics．Second，accordingtotheproblemthatthreepolynomialCallnotguaranteethesmoothangleacceleration，aquin-ticpolynomialwasappliedtoplaneachjointangleobtainedthoughinverse．ThegeometrymodelrobotswithCATIAwasestablished，andthenADAMSWaSimportedthoughSimDesiguerwhichisthepmfessiona／interfacesoftwareofC

5、ATIAandADAMS．Theangle，angularvelocityandangularaccelerationcurveofeachjointweremeasuredintheprocessofsimulation．Finally，thesmoothtrajectorycurvewasobtmned，andtheproblemofsmoothtrajectoryplan-ninginthemotionprocesswassolved．Themethodprovidesaneffectiveandfeasibleplanningmethodforpractice．KEYWORDS：Sp

6、ot—weldingrobot；Smoothtrajectoryplanning；Simulation1引言随着机械工程、计算机技术和人工智能的不断发展，工业机器人(机械手)的应用范围不断的扩大⋯。已从最初的搬运发展到喷涂、点焊等诸多领域。轨迹是机器人末端执行器在完成某一具体动作，各个关节在此过程中的角度、角速度和角加速度。平顺的轨迹是指机器人在运动过程中比较平稳，没有剧烈的抖动和震动现象发生。也就是在运动过程中各个关节具有连续、光滑的角度、角速度和角加速度曲线。C．Y．Ho和C．C．Cook运用3次和4次多项式进行插值规划，但3次多项式不能得到光滑的角加速度曲线¨1。K．Petrinec基

7、金项目：吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目(2013139)收稿日期：2012—06～18修回日期：2012—07—18和Z．Kovacic碍到了平顺的轨迹曲线，但曲线出现了跳动现象[3J。刘松国采用7次B样条曲线进行规划，并且得到了光滑的角速度和角加速度曲线，但高次插值容易发生“龙格”现象【4J。田西勇基于组合正弦函数法进行规划，得到了满足要求的轨迹，但只应用于三自由度的机器人口1。本文以ABB—IRB