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IRB1400型机器人轨迹规划与控制

作　者: 徐诚平
导　师: 张纪元
学　校: 上海海事大学
专　业: 机械电子工程
关键词: IRB1400型工业机器人运动学的正解问题运动学的逆解问题轨迹规划轨迹控制离线编程
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 429次
引　用: 9次
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内容摘要

机器人可以被看作是一种能够扩展人类工作能力的有效工具,人类在认识和改造世界的过程中不能没有机器人。工业机器人是机器人家族中的一个重要分支,是机器人领域的重要研究发展方向。由于它在理论和应用中的重要地位,对工业机器人运动轨迹规划和控制的研究,一直受到人们的普遍关注。首先,本文对机器人的定义、发展状况、及其发展前景作了介绍。针对ABB公司的6自由度IRB1400型工业机器人,论述了机器人的概念、关键参数等,同时介绍了非线性方程组的解法,并对IRB1400型工业机器人的运动学正解作了详细论述,同时提出了IRB1400型工业机器人的运动学逆解的方法。其次,分析了机器人轨迹规划的一般性问题,在关节空间的轨迹规划针对不同的条件分别详述了线性函数插值、三次多项式函数插值;在笛卡尔空间的轨迹规划则深入讨论了直线函数插值和圆弧插值,然后对笛卡尔空间与关节空间轨迹规划的优缺点进行了比较。再次,对机器人的轨迹控制原理作了详细的论述,并分析了多轴联动的原理及其误差影响。最后,以IRB1400机器人为例,详细分析了机器人示教原理;并针对IRB1400工业机器人语言RAPID,详细介绍了该语言的特点和组成结构;同时深入论述了机器人离线编程的方法以及机器人预定轨迹的实现,并以实例论证了预定轨迹实现。

全文目录

绪论  7-11
  §0-1 本文研究的目的和主要的研究内容  7
    0.1.1 课题来源、研究目的、用途和意义  7
    0.1.2 本文研究的内容  7
  §0-2 工业机器人发展概况  7-9
  §0-3 机器人轨迹规划和控制方法概述  9-10
    0.3.1 轨迹规划  9
    0.3.2 控制方法  9-10
  §0-4 本文所做的工作  10-11
第一章 IRB1400机器人的运动分析  11-29
  §1-1 IRB1400机器人的结构和性能指标  11-16
    1.1.1 结构组成  11-13
    1.1.2 主要机构参数  13-16
  §1-2 机器人运动学的数学理论：非线性方程组解法概述  16-22
    1.2.1 精确解法  17
    1.2.2 求类解析解的消元法  17-18
    1.2.3 数值迭代法  18-21
    1.2.4 渐近解法  21-22
  §1-3 IRB1400机器人的位姿正解  22-27
    1.3.1 机器人位姿的定义  22-23
    1.3.2 D-H矩阵法  23
    1.3.3 IRB1400型工业机器人位姿正解  23-27
  §1-4 IRB1400机器人的位姿逆解  27-28
  本章小节  28-29
第二章 IRB1400机器人轨迹规划  29-41
  §2-1 机器人轨迹规划的一般性问题  29-30
  §2-2 关节空间机器人轨迹规划  30-32
    2.2.1 线性插值关节空间轨迹规划  31
    2.2.2 三次多项式插值关节空间轨迹规划  31-32
  §2-3 笛卡尔空间机器人轨迹规划  32-39
    2.3.1 笛卡尔空间直线轨迹规划方法  33-34
    2.3.2 笛卡尔空间圆弧轨迹规划方法  34-39
    2.3.3 笛卡尔空间姿态插补方法  39
  本章小结  39-41
第三章机器人运动控制要求及其原理  41-52
  §3-1 机器人控制系统  41-45
    3.1.1 机器人计算机控制系统  41-42
    3.1.2 机器人伺服驱动系统  42-45
  §3-2 机器人运动控制的方式  45-46
  §3-3 机器人多轴协调联动  46-51
  本章小节  51-52
第四章 IRB1400机器人的程序控制  52-72
  §4-1 IRB1400机器人示教控制  53-54
  §4-2 IRB1400机器人编程语言系统  54-62
    4.2.1 机器人语言的发展历史  55
    4.2.2 机器人语言分类  55-62
      4.2.2.1 机器人语言的整体特征  56
      4.2.2.2 主程序与子程序  56-57
      4.2.2.3 IRB1400型的机器人语言的数据和数据类型  57-59
      4.2.2.4 IRB1400机器人语言特点  59-61
      4.2.2.5 IRB1400机器人语言函数系统  61-62
  §4-3 IRB1400机器人坐标系统  62-65
  §4-4 编程控制步骤  65-67
    4.4.1 具体任务分析(细化控制任务)  65
    4.4.2 设计I／O信号  65-67
    4.4.3 绘流程图  67
    4.4.4 编程实现  67
    4.4.5 调试  67
  §4-5 程序控制实例  67-71
    4.5.1 机器人任务的提出及其分解  67-68
    4.5.2 程序的实现  68-71
  本章小节  71-72
结论和展望  72-74
致谢  74-75
主要的参考文献  75-77
附录：  77-78

IRB1400型机器人轨迹规划与控制

内容摘要

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