文档介绍：第六章工业机器人的运动规划及编程
本章涉及工业机器人技术的三个重要内容,即轨迹规划和机器人语言以及机器人离线编程系统。轨迹规划是指根据作业任务要求,确定轨迹参数并实时计算和生成运动轨迹。它是工业机器人控制的依据,所有控制的目的都在于精确实现所规划的运动,机器人具有可编程功能,因此需要用户和机器人之间的接口。为了提高编程效率,出现了机器人编程语言,它以一种通用的方式解决了人一机通讯问题;机器人离线编程系统是利用计算机图形学,建立机器人编程环境,从而可以脱离机器人工作现场进行编程的系统。由于不占用机动时间,提高了设备利用率。而且由于离线编程本身就是CAD/CAM一体化的组成部分,有时可以直接利用CAD数据库的信息,大大减少了编程时间,提高了编程水平。
§6-1 工业机器人的轨迹规划
§6-2 机器人的编程
§6-1 工业机器人的轨迹规划
一、引言
我们指定工业机器人执行某项操作作业,往往会附加一些约束条件,如沿指定路径运动及j要求运动平稳等。这就提出了对机器人运动轨迹进行规划和协调的问题。由于运动轨迹可在j关节坐标空间中描述,也可在直角坐标空间中指定,从而形成了关节空间和直角坐标空间机器j人运动轨迹的规划和生成方法。本节将对这两类规划方法进行介绍,重点是关节空间规划方j法。3轨迹规划涉及到下面三个问题:4(10要对机器人的任务进行描述,即对机器人的运动轨迹进行描述。轨迹规划器具有简化j任务描述的功能,用户不需要写出进行某指定作业的运动轨迹函数表达式,只要求输入有关路1径的若干约束及其简单描述。至于规划的细节问题则由系统本身去完成。例如,用户可以只给1出手爪的目标位姿,让系统由此确定到达目标的路径点、持续时间、运动速度等参数。1(2)根据所确定的轨迹参数,如何在计算机内部描述所要求的轨迹。这主要是选择****惯规2定以及合理的软件数据结构问题。,〈3〉对内部描述的轨迹进行实际计算。通常是在运行时间内按一定的速率计算出位置、速量度和加速度,生成运动轨迹。(噩
二、轨迹规划的一般性问题;通常,工业机器人的作业可以描述成工具坐标系{r}相对于工作坐标系{3}的一系列运j动。例如,图64所示的将销插入工件孔中的作业,可以借助工具坐标系的一系列位姿川￡=j1,2,...'")来描述。这种描述方法不仅符合机器人用户考虑问题的思路,而且有利于描述和生3!A的运动轨迹。?!:1~;精精工具坐标系相对于工作坐标系的运动!来描述作业路径,是一种通用的作业描述方法。它把作业路径的描述与具体的机器人、手爪或工具分离开来,形成了模型化的作业描述方法。从而使这种描述既适用于不同的机器人,也适用于同一机器人上装夹不同规格的工具。有了这种描述方法,我们就可以把如图6-2所示的机器人从初始状态运动到终止状态的作业,看作是工具坐标系从初始位置{丁。}变化到终止位置{r川的坐标变换。显然,这种变换与具体机器人无关。一般情况下,这种变换包含了工具坐标系的位置和姿态的变化。