邮局订阅号：元/年技术创新机器人技术PLC技术应用200例》您的论文得到两院院士关注1引言由于喷涂工序中雾状漆料对人体有危害，喷涂环境中照明、通风等条件很差，而且不易从根本上改进，因此在这个领域中大量地使用了机器人。使用喷涂机器人不仅可以改善劳动条件，而且还可以提高产品的产量和质量、降低成本。喷涂机器人已广泛用于汽车车体、家电产品和各种塑料制品的喷涂作业。因此，研发出性价比高，且拥有自主知识产权的喷涂机器人系列化产品具有非常良好的应用前景。在机器人的早期，轨迹规划在从开始点到目标点的工业机器人控制中起着非常重要的作用。轨迹规划也就是指根据作业任务的要求，确定机器人末端的运动轨迹。在过去的十多年中，对全驱动性机械手最优时间轨迹规划问题的刻画和描述以及计算一直是一个活跃的研究领域。现有的大部分工作可以被广泛地分为两类：沿着一条预设路径的最优时间动作的轨迹算法；针对最优时间下点到点动作的优化处理算法。而直线和圆弧轨迹规划是最基本也是最常用的轨迹规划，使用优化的插补算法使运动轨迹连续平滑过渡和提高计算机运行速度是非常必要的。因此，本文主要研究六自由度垂直关节机器人直线和圆弧的轨迹规划。2轨迹插补算法的研究一般而言，急速的运动会加剧机构的磨损，激起操作臂共振。因此，通常期望操作臂的运动轨迹是平滑的。为此，要定义一个连续的且具有连续一阶导数的光滑轨迹函数，有时还希望二阶导数也是连续的。同时，为了保证路径平滑，必须在各中间点之间，对路径的空间和时间特性给出一些限制条件。本文使用归一化和抛物线拟合的算法，对直线和圆弧轨迹规划进行研究。2.1喷涂机器人的运动控制系统设计在本文中，喷涂机器人是采用PC-Based的控制系统架构。工控机负责系统人机交互、系统调度和协调、运动学正逆解及运动轨迹规划等等。PMAC是美国DeltaTau公司遵循开放式系统体系结构标准开发的开放式可编程多轴运动控制器，这采用MotoloraDSP56001数字信号处理器作为CPU，利用DSP的强大运算功能实现1-8轴的实时伺服控制[8]。PMAC卡在伺服运动控制系统中主要执行运动程序、执行PLC程序、伺服环的调节、与主机的通信等等。因为PMAC卡未具有针对六自由度垂直关节机器人模型的运动轨迹规划算法，因此我们采用如下的策略实现运动控制程序设计：工控机根据用户的设定完成轨迹规划、运动学正逆解等；PMAC卡根据执行机构的运动状况，向工控机发出中断请求，要求提供运动相关数据。如图1喷涂机器人运动控制系统。图1喷涂机器人运动控制系统2.2直线插补算法直线插补是在已知直线始末两点的位置和姿态，求各轨迹中间点(插补点的位置和姿态。其各个插补点的坐标及姿态由各个轴和姿态的增量求出：（1）式中，（,,）、（，，）分别为开始点的位置和姿态，（x，y，z）、（，β，）分别为插补点的位置和姿态；位置和姿态的增量如下求出：；。其中（,,）、（,,）分别为结束点的位置和姿态；λ为归一化算子，按如下方法求出：设已知两点距离L、总运动时间T、插补的总步数N、抛物六自由度喷涂机器人插补算法的研究TheStudyof6-DOFPaintingRobot’sInterpolationAlgorithm（华南理工大学）陈伟华张铁CHENWei-huaZHANGTie摘要:在分析喷涂机器人运动控制系统架构的基础上,提出基于可编程多轴控制器PMAC(ProgrammableMulti-AxisController的开放式运动控制系统的喷涂机器人轨迹插补算法。主要研究在笛卡儿空间规划中直线和圆弧的插补算法。同时,介绍在vs.net平台上,基于组件技术实现轨迹插补算法,并进行仿真。仿真结果表明本文研究的插补算法满足工业要求。关键词:喷涂机器人;轨迹插补算法;直线插补;圆弧插补;组件技术中图分类号:TP242文献标识码:AAbstract:ProposedinthispaperisatrajectoryinterpolationalgorithmforpaintingrobotwithanopenarchitectureofrobotmotioncontrolsystembasedonPMAC.ThemethodoflinearinterpolationandarcinterpolationinCartesianspaceismostlystudied.Simul-taneously,presentedrealizationoftrajectoryinterpolationalgorithmbasedcomponenttechnologyontheVS.netandemulationalresult.Emulationalresultindica...