面向機(jī)器人離線編程的路徑與軌跡規(guī)劃算法研究.pdf

1、機(jī)器人編程方法可分為在線示教編程與離線編程，常用的在線示教編程方法具有精度低、示教繁瑣等缺點(diǎn)。離線編程方法能克服在線示教編程的缺點(diǎn)，從而提高生產(chǎn)效率與保證加工精度。離線編程主要采用從工件的三維CAD模型直接提取機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的方法完成機(jī)器人對(duì)工件的表面加工。本文深入研究面向機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)——軌跡規(guī)劃。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、首先，本文研究了一種基于平衡二叉樹動(dòng)態(tài)搜索的STL模型生成路徑的算法。STL格式文件包含著

2、待加工曲面的表面信息，可作為獲取路徑的來源文件。通過三維CAD建模獲取包含待加工曲面的STL模型然后通過多個(gè)平行切平面與STL模型的三角面片相交，并通過切片平面與三角面片的求交運(yùn)算得到路徑的數(shù)據(jù)點(diǎn)組。運(yùn)用平衡二叉樹動(dòng)態(tài)搜索算法對(duì)這些排列雜亂無(wú)章的數(shù)據(jù)點(diǎn)組進(jìn)行優(yōu)化排序后形成一條完整的路徑線。
　　2、其次，本文采用3次NURBS曲線的反求算法對(duì)路徑進(jìn)行優(yōu)化。按照STL模型的切片算法得到的路徑，是由分布不規(guī)則的離散點(diǎn)連接而成的。為了使

3、路徑更加連貫，采用3次NURBS曲線對(duì)原路徑進(jìn)行優(yōu)化。提出自適應(yīng)的參數(shù)化法算法確定節(jié)點(diǎn)矢量，在已知路徑型值點(diǎn)的情況下，求得能夠準(zhǔn)確描述路徑的3次NURBS曲線的節(jié)點(diǎn)矢量和控制點(diǎn)。
　　3、再次，本文研究基于弦截迭代法的機(jī)器人軌跡規(guī)劃。在已知能夠準(zhǔn)確描述路徑的3次NURBS曲線的表達(dá)式的基礎(chǔ)上，根據(jù)弓高誤差預(yù)測(cè)出插補(bǔ)點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)參數(shù)，使用弦截迭代法對(duì)預(yù)測(cè)的節(jié)點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行迭代求出真實(shí)的節(jié)點(diǎn)參數(shù)，保證理想速度與實(shí)際速度之間的波動(dòng)率在一定范圍