一种六自由度机械手的智能轨迹规划.pdf

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1、第9期组合机床与自动化加工技术No．92014年9月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueSept．2014文章编号：1001—2265(2014)09—0073—04D0I：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．09．020一种六自由度机械手的智能轨迹规划冰苗建伟，杨铁宝，曾林森(西南交通大学机械工程学院，成都610031)摘要：工业焊接机械手的轨迹规划是研究工业机器人的重要工作之一，文章采用D．H建模方法对一种六自由度机械手进行运动学分析，建立正逆运动学模型。轨迹规划采用三种智能优化算法，即蚁群

2、算法、模拟退火算法和禁忌搜索算法来寻找最短的焊接路径。通过规划机械手的最短运动路径，分析三种智能优化算法的不同特点，得出三种智能优化算法在不同方面的优劣性。仿真和实验结果表明：蚁群算法的精度和稳定性最好，时间依赖性较小；模拟退火算法找到最优解的概率最大。关键词：工业机器人；运动学分析；智能优化算法；轨迹规划中图分类号：THI66，ITG659文献标识码：AIntelligentTrajectoryPlanningofaRobotManipulatorwithSixDegreesofFreedomMIAOJian—wei，YANGTie-bao，ZENGLin-sen(Schoo

3、lofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Trajectoryplanningofaweldingmanipulatorplaysanimportantroleinthestudyofindustrialro—bot．Inthispaper，aD—Hmodelisestablishedforarobotmanipulatorwithsixdegreesoffreedom(6-DOF)．Threeintelligentoptimizationalgorithm

4、s，namelyantcolony，simulatedannealingandtabusearchalgorithm，arethenemployedtofindtheshortestweldingpath．Byplanningtheshortestpathofthemanipu—lator，analyzingthedifferentcharacteristicsofthreekindsofintelligentoptimizationalgorithm，itconcludedtheadvantagesanddisadvantagesofthreekindsofintellige

5、ntoptimizationalgorithmsindifferentaspects．Simulationresultsshowthattheantcolonyalgorithmhasthebestaccuracyandrobustness，whilesimulatedannealingalgorithmhasthehighestprobabilityoffindingtheshortestpath．Keywords：industrialrobot；kinematicsanalysis；intelligentoptimizationalgorithms；trajectorypl

6、anning来并应用在很多领域。文献[7]提出了一种自适应的O引言禁忌搜索算法，并应用于生产线的缓冲分配。文献工业焊接机器人的轨迹规划是研究工业机器[8]主要将蚁群算法和禁忌搜索算法结合使用，解决人的重要工作之一，对机器人的控制和改进有着至优化路径的问题。文献[9]使用粒子群算法和禁忌搜关重要的意义。要完成机械手的轨迹规划，先要对索算法的混合算法解决车间作业的调度问题。文献机械手进行运动学分析。用经典的D．H法进行坐[10]将遗传算法和禁忌搜索算法结合起来，用以解决标系的建立，再进行运动学建模，完成正、逆运动车间调度中断的问题。这些为智能优化算法的发展和学分析。应用提供了参考依

7、据。在近年来，越来越多的启发式智能优化算法被开尽管智能优化算法在上述领域取得了广泛的应发出来，并得到广泛应用。很多不同的智能优化算用，然而其在工业机械手的轨迹优化方面的应用并不法被应用于不同的领域。文献[3]将智能算法应用于多见，此外也没有文献对蚁群算法、模拟退火算法和禁夹具固定装置。文献[4]先用抽样算法整理机器人感忌搜索算法进行对比研究。所以，本文将这三种不同官系统获得的信息，再用禁忌搜索算法进行路径规划。类型的智能优化算法应用于工业机械手，并对不同优文献[5]系统的介绍禁忌搜索算法并建