六自由度噴漆機(jī)器人及其控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、噴漆是一種機(jī)械的重復(fù)性運(yùn)動(dòng)，傳統(tǒng)的噴漆方式，噴漆質(zhì)量僅取決于工人的經(jīng)驗(yàn)及熟練度，效率低、浪費(fèi)原材料，且工人長期處在有害的環(huán)境下，而僅憑經(jīng)驗(yàn)無法獲得極佳的噴涂效果。隨著計(jì)算機(jī)控制的噴漆機(jī)器人的投入運(yùn)用，對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗，都有著十分重要的意義。本文的研究對(duì)象是深圳固高科技六自由度噴漆機(jī)器人，主要針對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、軌跡規(guī)劃、控制系統(tǒng)三方面進(jìn)行了研究，主要成果如下：
　　 首先，對(duì)噴漆機(jī)器人建立了基于D-H

2、表示法的連桿變換矩陣，并進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)，討論了該機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題，推導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆問題的求解公式，并進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)合機(jī)器人自身的結(jié)構(gòu)和已知的關(guān)節(jié)角范圍，得出機(jī)器人末端的工作空間范圍。重點(diǎn)討論了機(jī)器人關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃法，分別用三次多項(xiàng)式法、五次多項(xiàng)式法以及高級(jí)多項(xiàng)式法，來確定描繪出機(jī)器人各關(guān)節(jié)角位移、角速度、角加速度的方法。
　　 其次，借助于Matlab環(huán)境下的機(jī)器人工具箱，建立起機(jī)器人仿真模型，進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，并采用高次多

3、項(xiàng)式軌跡規(guī)劃法，使機(jī)器人按照規(guī)定的路徑繪制出機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真圖，得出了六個(gè)關(guān)節(jié)位移、速度、加速度曲線，所得結(jié)果均符合要求。給出了軌跡規(guī)劃的實(shí)例分析，編寫程序，得出了機(jī)器人在空間中繪制正方形的仿真實(shí)例，以及機(jī)器人實(shí)體模型的演示。
　　 最后，分析了機(jī)器人控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程。擬采用上位機(jī)為計(jì)算機(jī)，下位機(jī)為PHILP公司的P89V51RD2單片機(jī)，以單關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)為研究重點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動(dòng)器，設(shè)計(jì)出單關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)的硬件電路與軟件系統(tǒng)。并