基于时间最短的冲压机器人轨迹规划

作     者：沈东东 陈燚涛 杨晓梅 Shen Dongdong;Chen Yitao;Yang Xiaomei

作者机构：武汉纺织大学机械工程与自动化学院湖北武汉430073 

出 版 物：《锻压技术》 (Forging & Stamping Technology)

年 卷 期：2017年第42卷第5期

页      面：66-73,80页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51505344) 

主　　题：4自由度串联 冲压机器人 轨迹规划 时间优化 D-H参数法 

摘      要：针对一种4自由度串联冲压机器人的自动上下料过程,在机器人的初始位姿与目标位姿已知,而运动时间和路径不确定的前提下,以最大限度提高机器人工作效率为目标,以工程实际中关节驱动力、驱动速度和工艺过程为约束条件,进行了单工作周期时间最短优化研究。首先采用D-H参数法建立机器人的连杆坐标系,列出关节变换矩阵和运动学方程,通过微分变换法求出机器人的雅克比矩阵,采用牛顿-欧拉法得出各关节力矩的表达式;然后以时间为参数,运用5次多项式拟合关节位移变化轨迹;最后采用二分法求解满足各关节速度约束和力(矩)约束的最优运动时间,从而生成各关节运动轨迹,并且进行了对比实验。结果表明,该轨迹规划方法能有效地缩短冲压机器人的工作周期。