
工业机器人毕业论文——西南交通大学
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简介:
该论文为西南交通大学工业机器人专业的毕业生作品,聚焦于当前工业机器人领域的关键技术与应用研究,结合理论分析和实验验证,提出创新解决方案。
### 工业机器人运动控制与联合仿真的关键技术
#### 一、引言
随着工业自动化的快速发展,工业机器人在制造业中的应用越来越广泛。它们不仅可以提高生产效率,还能确保产品质量的一致性,并减少人为错误的发生率。因此,对于工业机器人的运动控制和仿真技术的研究变得尤为重要。本段落基于西南交通大学的一篇本科毕业论文《ADAMS环境下工业机器人运动控制和联合仿真》,深入探讨了在ADAMS软件环境中对工业机器人的运动学分析、动力学分析以及视景仿真的关键技术。
#### 二、ADAMS软件简介
ADAMS (Automatic Dynamic Analysis of Mechanism Systems) 是一款用于机械系统动态仿真与分析的强大工具。它能够帮助工程师们模拟复杂的机械系统的运动行为,进行包括但不限于运动学、动力学和稳定性在内的多种类型分析。广泛应用于汽车、航空航天等多个领域。
#### 三、工业机器人运动学分析
运动学是研究物体在不受力作用下的位置变化规律的学科。对于工业机器人而言,主要涉及以下两个方面:
1. **正向运动学**:根据给定的关节变量求解末端执行器的位置和姿态。
2. **逆向运动学**:已知末端执行器的目标位置与姿态,求解各个关节的角度。
#### 四、ADAMS中的机器人建模与仿真
在ADAMS环境中进行工业机器人的三维建模及仿真时需要注意以下几点:
- 构建整体框架:确定机器人的结构布局,包括基座、臂杆和关节等组成部分。
- 绘制单个构件:使用CAD工具绘制每个部件的详细形状。
- 进行布尔运算操作:对构建进行组合或切割以形成最终模型。
- 关节点参数化设计:为各个关节设定旋转角度及速度限制等参数。
#### 五、动力学分析与轨迹规划
动力学研究关注的是力和加速度之间的关系。在ADAMS中,可以通过仿真来验证机器人在实际工作环境中的性能表现。此外,路径规划也是关键的研究内容之一:
- **关节空间轨迹规划**:直接设定各个关节随时间变化的运动路径。
- **直角坐标空间轨迹规划**:确定末端执行器的空间运动路线,并反求出相应的关节角度。
#### 六、视景仿真技术
视景仿真是指利用计算机图形技术来模拟现实世界的视觉效果。本段落中,使用MATLAB建立控制模型并通过OpenGL进行实时渲染,结合Visual C++实现系统集成。最终开发了一个三自由度机器人的视景仿真系统,能够直观展示其运动轨迹,并有助于研究人员更好地理解动态特性。
#### 七、结论
通过对工业机器人在ADAMS环境下的运动控制和联合仿真的研究,不仅可以加深对机器人运动学与动力学的理解,还能为实际应用提供技术支持。未来随着技术的进步,工业机器人的智能化水平将进一步提高,在制造业中的作用也将更加显著。
### 关键词:
- 运动学
- 轨迹规划
- ADAMS
- 虚拟样机技术
- 视景仿真
- OpenGL
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