零零柒機器人淺談工業機器人原理

如今廣泛應用的焊接機器人都屬于d一代工業機器人，它的根本任務原理是示教再現。示教也稱導引，即由用戶導引機器人，一步步按實踐義務操作一遍，機器人在導引進程中自動記憶示教的每個舉措的地位、姿勢、運動參數＼工藝參數等，并自動生成一個延續執行全部操作的順序。完成示教后，只需給機器人一個啟動命令，機器人將準確地按示教舉措，一步步完成全部操作。這就是示教與再現。完成上述功用的次要任務原理，簡述如下：

(1)機器人的系統結構一臺通用的工業機器人，按其功用劃分，普通由3個互相關連的局部組成：機械手總成、控制器、示教零碎，如圖所示。6軸機器人

機械手總成是機器人的執行機構，它由驅動器、傳動機構、機器人臂、關節、末端操作器、以及外部傳感器等組成。它的義務是準確地保證末端操作器所要求的地位，姿勢和完成其運動。

控制器是機器人的神經中樞。它由計算機硬件、軟件和一些公用電路構成，其軟件包括控制器系統軟件、機器人公用言語、機器人運動學、動力學軟件、機器人控制軟件、機器人自診斷、白維護功用軟件等，它處置機器人任務進程中的全部信息和控制其全部舉措。

示教零碎是機器人與人的交互接口，在示教進程中它將控制機器人的全部舉措，并將其全部信息送入控制器的存儲器中，它本質上是一個公用的智能終端。

(2)機器人手臂運動學機器人的機械臂是由數個剛性桿體由旋轉或挪動的關節串連而成，是一個開環關節鏈，開鏈的一端固接在基座上，另一端是自在的，裝置著末端操作器(如焊槍)，在機器人操作時，機器人手臂前端的末端操作器必需與被加工工件處于相適應的地位和姿勢，而這些地位和姿勢是由若干個臂關節的運動所分解的。因而，機器人運動控制中，必需要曉得機械臂各關節變量空間和末端操作器的地位和姿勢之間的關系，這就是機器人運動學模型。一臺機器人機械臂幾何構造確定后，其運動學模型即可確定，這是機器人運動控制的根底。機器人手臂運動學中有兩個根本成績。

1)對給定機械臂，己知各關節角矢量g(f)=[gl(t)，g2(t)，......gn(i)]'，其中n為自由度。求末端操作器對于參考坐標系的地位和姿勢，稱之為運動學正成績。在機器人示教進程中。機器人控制器即逐點停止運動學正成績運算。中頻點焊機

2)對給定機械臂，已知末端操作器在參考坐標系中的希冀地位和姿勢，求各關節矢量，稱之為運動學逆成績。在機器人再現進程中，機器人控制器即逐點停止運動學逆成績運算，將角矢量分解到機械臂各關節。

運動學正成績的運算都采用D-H法，這種辦法采用4X4齊次變換矩陣來描繪兩個相鄰剛體桿件的空間關系，把正成績簡化為尋求等價的4X4齊次變換矩陣。逆成績的運算可用幾種辦法求解，常用的是矩陣代數、迭代或幾何辦法ob在此不作詳細引見。

關于高速、高精度機器人，還必需樹立動力學模型，由于目前通用的工業機器人(包括焊接機器人)z大的運動速度都在3m／s內，精度都不高于O.1mm，所以都只做復雜的動力學控制。工業上下料機器人

(3)機器人軌跡規劃機器人機械手端部從終點(包括，地位和姿勢)到起點的運動軌跡空間曲線叫途徑，軌跡規劃的義務是用一種函數來“內插”或“迫近”給定的途徑，并沿時間軸發生一系列“控制設定點”，用于控制機械手運動。