基于樣條插值算法的工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃研究.pdf

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1、第1l期組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)N0．112014年11月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueNOV．2014文章編號：1001—2265(2014)11—00122—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．11．032基于樣條插值算法的工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃研究成賢鍇，顧國剛，陳琦，于涌(1．中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所，江蘇蘇州215163；2．中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，長春130033)摘要：工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)是封閉且獨立的，

2、通過示教方式來在線編程是很難完成復(fù)雜的曲線運動，效率較低。為此在工件面型圖像中對待加工軌跡進(jìn)行規(guī)劃，根據(jù)三次B樣條曲線插值算法對規(guī)劃好的加工路徑軌跡進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過離線編程把加工軌跡數(shù)據(jù)點格式轉(zhuǎn)換成機(jī)器人程序文件，把復(fù)雜的曲線運動分解成直線運動和圓弧運動，從而實現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的復(fù)雜曲線運動。實驗過程中機(jī)器人運動流暢沒有停頓，實際運動軌跡和規(guī)劃運動軌跡吻合得很好，證明該方法有效可行。關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；軌跡規(guī)劃；離線編程；三次B樣條曲線中圖分類號：TH166；TG659文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AResearchonPlanningTrajectoryofI

3、ndustrialRobotBasedonB-splineInterpolationAlgorithmCHENGXian—kai，GUGuo—gang，CHENQi，YUYong(1．SuzhouInstituteofBiomedicalEngineeringandTechnology，ChineseAcademyofSciences，SuzhouJiangsu215163，China；2．ChangchunInstituteofOptics，F(xiàn)ineMechanicsandPhysics，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為了解決上述問題，在工件面型圖像中沿著面型0引言高點采離散點，規(guī)劃出待加工軌跡，接著把離散點用三在生產(chǎn)實踐中，T業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于焊接、噴次B樣條曲線插值算法進(jìn)行插值，然后通過離線編漆、裝

7、配和加工等領(lǐng)域?。對于機(jī)器人研磨拋光這樣程”把插值得到的數(shù)據(jù)點進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，保存成機(jī)器的加工應(yīng)用，通常以工業(yè)機(jī)器人作為結(jié)構(gòu)主體，再在其人程序?qū)肟刂乒裰鳈C(jī)運行，把復(fù)雜的曲線運動分解末端搭載特定的加工工具或工件，結(jié)合控制系統(tǒng)形成成機(jī)器人語言中的直線或圓弧運動命令來實現(xiàn)。完整的加工設(shè)備來實現(xiàn)加工。對于工業(yè)機(jī)器人普遍1軌跡規(guī)劃存在重復(fù)定位精度高而絕對定位精度低的特點，可以通過一些補償來提高絕對定位精度。然而工業(yè)機(jī)如果要使工件得到超精密平面，在平面研磨拋光器人的控制系統(tǒng)通常是封閉且獨立的，對于超精密平過程中，若只有簡單的直線運動和圓弧運動是不夠的，還

8、需要根據(jù)工件實際的面型特征，規(guī)劃出較復(fù)雜的曲面加工這類應(yīng)用，只有直線和圓弧運動往往是不夠的，線運動。本文通過在工件測量得到的面型圖像上沿著有時要讓夾持的工具沿特定的