基于样条插值算法的工业机器人轨迹规划研究.pdf

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1、第1l期组合机床与自动化加工技术N0．112014年11月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueNOV．2014文章编号：1001—2265(2014)11—00122—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．11．032基于样条插值算法的工业机器人轨迹规划研究成贤锴，顾国刚，陈琦，于涌(1．中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，江苏苏州215163；2．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春130033)摘要：工业机器人的控制系统是封闭且独立的，

2、通过示教方式来在线编程是很难完成复杂的曲线运动，效率较低。为此在工件面型图像中对待加工轨迹进行规划，根据三次B样条曲线插值算法对规划好的加工路径轨迹进行数据处理，通过离线编程把加工轨迹数据点格式转换成机器人程序文件，把复杂的曲线运动分解成直线运动和圆弧运动，从而实现工业机器人的复杂曲线运动。实验过程中机器人运动流畅没有停顿，实际运动轨迹和规划运动轨迹吻合得很好，证明该方法有效可行。关键词：工业机器人；轨迹规划；离线编程；三次B样条曲线中图分类号：TH166；TG659文献标识码：AResearchonPlanningTrajectoryofI

3、ndustrialRobotBasedonB-splineInterpolationAlgorithmCHENGXian—kai，GUGuo—gang，CHENQi，YUYong(1．SuzhouInstituteofBiomedicalEngineeringandTechnology，ChineseAcademyofSciences，SuzhouJiangsu215163，China；2．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，C

4、hangchun130033，China)Abstract：Itisdificultandineficientforanindustrialrobottomovealongflparticularcomplextrackbyteachingprogramming，forthecontrolsystemisclosedandindependent．Thus，waitingprocesstrajectoryisplannedintheimageofworkpiecesurface．AccordingtocubicB—splineinterpola

5、tionalgorithm，itneedssomedataprocessingtotheplannedtrajectorypath．Then，theformatofdatapointsconveastorobotlan—guagebyof-lineprogramming．Complexcurvilinearmotionofindustrialrobotdividestolinearmotionandcircularmotion．Duringtheexperiment，therobotmovessmoothly，andactualtraject

6、oryandplanningtraj—ectoryarehighlyconsistent．Andtheexperimentalresultsprovethatthemethodisfeasible．Keywords：industrialrobot；trajectoryplanning；of-lineprogramming；cubicB-splinecurve为了解决上述问题，在工件面型图像中沿着面型0引言高点采离散点，规划出待加工轨迹，接着把离散点用三在生产实践中，T业机器人广泛应用于焊接、喷次B样条曲线插值算法进行插值，然后通过离线编漆、装

7、配和加工等领域⋯。对于机器人研磨抛光这样程”把插值得到的数据点进行格式转换，保存成机器的加工应用，通常以工业机器人作为结构主体，再在其人程序导入控制柜主机运行，把复杂的曲线运动分解末端搭载特定的加工工具或工件，结合控制系统形成成机器人语言中的直线或圆弧运动命令来实现。完整的加工设备来实现加工。对于工业机器人普遍1轨迹规划存在重复定位精度高而绝对定位精度低的特点，可以通过一些补偿来提高绝对定位精度。然而工业机如果要使工件得到超精密平面，在平面研磨抛光器人的控制系统通常是封闭且独立的，对于超精密平过程中，若只有简单的直线运动和圆弧运动是不够的，还

8、需要根据工件实际的面型特征，规划出较复杂的曲面加工这类应用，只有直线和圆弧运动往往是不够的，线运动。本文通过在工件测量得到的面型图像上沿着有时要让夹持的工具沿特定的