目前机床行业中,工业机器人的应用与发展变得越来越重要。采用工业机器人,不仅能提高生产效率,减轻劳动强度,还能够提高产品质量,缩短产品制造周期,大幅度降低成本。在工业生产中,搬运机器人动作灵活,特别是六自由度工业搬运机器人具有非常好的柔性,因此它能够改善工人的劳动条件,节约原材料的消耗,提高产品的质量,加快产品的更新换代,显著地提高劳动生产率。

在机床工件搬运六自由度工业机器人方面的主要研究工作如下:根据D-H法建立了工业机器人空间坐标系,在求解六自由度工业机器人正逆解的过程中,根据用到的系数的个数不同,提出了三种建立坐标系的方法。通过对六自由度工业机器人正逆解的分析得出,用第三种方法建立坐标系。分析了六自由度工业机器人的空间轨迹规划问题。对六自由度工业机器人分别在直角坐标空间和关节坐标空间进行了轨迹规划的研究与分析。并通过MATLAB软件对关节空间中的三次多项式插值算法和五次多项式插值算法进行了仿真实验。通过实验结果可知,五次多项式插值算法可以保证各关节在运动过程中关节角、角速度和角加速度都是连续的,可使电机平稳运行。

六自由度工业机器人硬件控制系统。在硬件控制系统中主要硬件系统的总体,进行了运动控制器的选择和伺服电机的选型,设计了硬件控制系统中各部件之间的连接,包括各部分硬件与控制器接口板之间的连接,脉冲量输出信号的连接,运动控制器与伺服系统之间的连接等。在软件控制系统中主要设计了程序模块、系统初始化模块、运动模块、示教再现模块、限位急停模块和人机交互界面。本软件控制系统的人机交互界面,主要包括主界面、JOG运动控制界面、示教再现界面、正逆解界面、关节坐标运动界面、直角坐标运动界面、参数设置界面等。以固高运动器为核心的六自由度工业机器人硬件控制系统和软件控制系统,并详细研究了机床工件搬运六自由度工业机器人运控制系统的工作原理及过程,硬件系统中的末端执行器本课题选用了电磁吸盘,并对六自由度工业机器人电控柜的内部结构做了详细设计。

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