关节型工业机器人仿真与上位机控制软件的研究

简介：
本研究聚焦于关节型工业机器人的仿真技术及上位机控制软件开发，旨在优化机器人操作性能和灵活性，推动智能制造领域的发展。 工业机器人是一种结合了机械与电子技术的高科技产品，并且是机电一体化设备的一个典型代表。随着机械、电子、控制及传感器等领域先进技术的进步，其应用范围变得越来越广泛。尤其是在最近几年里，由于工业机器人技术的发展对社会生产和进步产生了更为显著的影响。因此，在这一背景下研究工业机器人的技术和性能显得尤为重要。 本段落首先基于Cincinnati 机器人体结构的分析，并利用D-H 参数法建立了该设备的运动学模型并推导出了其正逆问题算法公式。在MATLAB环境下，进行了关节式机器人工作空间仿真绘制以验证所建立的运动学模型的有效性。此外，还探讨了关节空间下轨迹规划的方法，并基于此理论对机器人的路径进行规划，在此基础上完成了相关仿真实验并对几种不同方法的效果进行了对比分析。 利用Pro/E软件建立了该工业机器人的三维实体模型并运用虚拟样机技术将其转化为相应的虚拟设备模型。通过仿真手段从运动学角度对该虚拟样机的性能进行了验证，同时对其动力学特性也做了深入探讨，并获得了可视化参数曲线以指导未来操作中的实际应用需求。 此外，在OpenGL和Visual C++平台下开发了一套上位机控制软件，该软件具有两大主要功能：在PC端模拟机器人关节动作并显示其技术指标；以及通过向控制器发送指令来实现对Cincinnati 机器人的腰、肩及肘部的远程操控。最后，利用实际操作验证了所设计的控制系统的效果，并对其开放性和扩展性进行了测试确认符合预期目标。