零零柒机器人浅谈工业机器人原理

零零柒机器人浅谈工业机器人原理

如今广泛应用的焊接机器人都属于d一代工业机器人，它的根本任务原理是示教再现。示教也称导引，即由用户导引机器人，一步步按实践义务操作一遍，机器人在导引进程中自动记忆示教的每个举措的地位、姿势、运动参数＼工艺参数等，并自动生成一个延续执行全部操作的顺序。完成示教后，只需给机器人一个启动命令，机器人将准确地按示教举措，一步步完成全部操作。这就是示教与再现。完成上述功用的次要任务原理，简述如下：

(1)机器人的系统结构一台通用的工业机器人，按其功用划分，普通由3个互相关连的局部组成：机械手总成、控制器、示教零碎，如图所示。6轴机器人

机械手总成是机器人的执行机构，它由驱动器、传动机构、机器人臂、关节、末端操作器、以及外部传感器等组成。它的义务是准确地保证末端操作器所要求的地位，姿势和完成其运动。

控制器是机器人的神经中枢。它由计算机硬件、软件和一些公用电路构成，其软件包括控制器系统软件、机器人公用言语、机器人运动学、动力学软件、机器人控制软件、机器人自诊断、白维护功用软件等，它处置机器人任务进程中的全部信息和控制其全部举措。

示教零碎是机器人与人的交互接口，在示教进程中它将控制机器人的全部举措，并将其全部信息送入控制器的存储器中，它本质上是一个公用的智能终端。

(2)机器人手臂运动学机器人的机械臂是由数个刚性杆体由旋转或挪动的关节串连而成，是一个开环关节链，开链的一端固接在基座上，另一端是自在的，装置着末端操作器(如焊枪)，在机器人操作时，机器人手臂前端的末端操作器必需与被加工工件处于相适应的地位和姿势，而这些地位和姿势是由若干个臂关节的运动所分解的。因而，机器人运动控制中，必需要晓得机械臂各关节变量空间和末端操作器的地位和姿势之间的关系，这就是机器人运动学模型。一台机器人机械臂几何构造确定后，其运动学模型即可确定，这是机器人运动控制的根底。机器人手臂运动学中有两个根本成绩。

1)对给定机械臂，己知各关节角矢量g(f)=[gl(t)，g2(t)，......gn(i)]'，其中n为自由度。求末端操作器对于参考坐标系的地位和姿势，称之为运动学正成绩。在机器人示教进程中。机器人控制器即逐点停止运动学正成绩运算。中频点焊机

2)对给定机械臂，已知末端操作器在参考坐标系中的希冀地位和姿势，求各关节矢量，称之为运动学逆成绩。在机器人再现进程中，机器人控制器即逐点停止运动学逆成绩运算，将角矢量分解到机械臂各关节。

运动学正成绩的运算都采用D-H法，这种办法采用4X4齐次变换矩阵来描绘两个相邻刚体杆件的空间关系，把正成绩简化为寻求等价的4X4齐次变换矩阵。逆成绩的运算可用几种办法求解，常用的是矩阵代数、迭代或几何办法ob在此不作详细引见。

关于高速、高精度机器人，还必需树立动力学模型，由于目前通用的工业机器人(包括焊接机器人)z大的运动速度都在3m／s内，精度都不高于O.1mm，所以都只做复杂的动力学控制。工业上下料机器人

(3)机器人轨迹规划机器人机械手端部从终点(包括，地位和姿势)到起点的运动轨迹空间曲线叫途径，轨迹规划的义务是用一种函数来“内插”或“迫近”给定的途径，并沿时间轴发生一系列“控制设定点”，用于控制机械手运动。