工業(yè)機器人自動編程軟件平臺的設計與實現(xiàn).pdf

1、目前，機器人離線編程技術由于能適應復雜的工業(yè)生產要求被越來越多的應用于工業(yè)領域。離線編程主要分為離線示教編程和離線自動編程，離線示教編程難以擺脫在線示教編程的一些缺點。而離線自動編程作為一種面向任務的編程方式，可以有效提高機器人的編程效率。
　　迄今為止，國內已有大量關于機器人離線自動編程技術的研究。由于CAD軟件具有仿真三維空間和人機交互方式，故國內自動編程系統(tǒng)大多是在CAD軟件上進行二次開發(fā)的，而此方式使得后續(xù)的系統(tǒng)功能和性能

2、都嚴重受限于CAD軟件的局限性。故本文采用基于開源庫的開發(fā)方式構建了一款不受CAD平臺限制、人機交互性較強、對末三軸正交于一點的六軸球型關節(jié)機器人普遍支持且方便與實體機器人通訊的開放性平臺。本平臺采用面向任務的機器人編程方式，故對用戶的機器人編程知識要求較低，能有效降低機器人編程的難度。
　　首先，為了使自動編程軟件不但具有較高的穩(wěn)定性，本文對自動編程平臺進行了整體設計，將平臺的各具體功能劃分并以模塊化方式進行開發(fā)，在避免了各功能

3、模塊間的耦合的同時，方便了對軟件平臺進行后續(xù)功能的擴展。此外，本平臺的各功能模塊結合了可移植的跨平臺庫和插件機制，使軟件具有輕量級且可移植的特點。
　　然后，針對目前工業(yè)領域中常見的末三軸正交于一點的六軸球型關節(jié)機器人進行研究，本文開發(fā)了基于VRML模型自動生成機器人運動學逆解的求解模塊，極大地擴展了本平臺所支持的機器人類型。目前，國外的一些較為先進的機器人仿真軟件可以根據用戶從外部導入的機器人模型生成該機器人的運動學逆解，本文在

4、對此類軟件進行了研究，最終實現(xiàn)了從機器人的VRML仿真模型生成機器人運動學逆解的方法，使得本平臺達到了支持從外部導入機器人模型進行自動編程的效果。
　　其次，本文將整個系統(tǒng)劃分為多個核心功能模塊，以模塊化的方式逐一開發(fā)各功能模塊。系統(tǒng)主要功能模塊分為工件軌跡提取與處理、軌跡插補與顯示、目標位姿快速設定、作業(yè)文件生成、自動編程平臺與示教器和控制器交互等，最終以動態(tài)鏈接庫的方式實現(xiàn)各模塊，使軟件在加載和運行時更為高效和穩(wěn)定。充分利用了

5、DXF文件中數(shù)據的易讀和精確的特點，從工件模型的DXF文件自動提取軌跡后對軌跡進行變換，使其符合系統(tǒng)的顯示要求。然后，通過對軌跡數(shù)據進行插補后顯示于三維仿真空間中，以供用戶設置機器人的目標運動位姿。本文提出的目標位姿的設定方法可以在二維計算機顯示器上快速設定仿真三維空間中的機器人運動位姿。最后，自動生成的機器人作業(yè)文件通過平臺與實體機器人的交互模塊來控制實體機器人的作業(yè)。
　　最后，基于實驗室現(xiàn)有的機器人物理實驗的平臺，在自主開發(fā)