工业机器人运动控制系统关键技术与三维仿真研究

"工业机器人运动控制系统关键技术研究与仿真.pdf" 这篇硕士论文主要探讨了工业机器人运动控制系统的几个核心方面，包括运动学方程的正解、反解、运动轨迹规划中的空间插值算法以及三维图形仿真。工业机器人因其高度的通用性和适应性在制造业中广泛应用，提升了生产效率和自动化水平。 首先，论文介绍了工业机器人技术的发展历程、应用场景和未来研究前景，强调了运动控制系统在其中的重要性。运动学系统是机器人研究的核心，特别是运动学方程的求解，对于机器人的精确运动控制至关重要。作者通过在D-H坐标系下建立机器人模型，推导出一组简洁实用的运动学正解方程，以解决机器人关节角度与末端执行器位置之间的关系。 接着，论文提出了迭代法来求解运动学方程的反解，这种方法避免了大规模矩阵运算，提高了计算速度并确保了精度。这在实际应用中对于快速响应和实时控制具有重要意义。 在运动轨迹规划方面，论文研究了两种直接插值算法：B样条插值和NURBS曲线插值，并提出了一种基于三次B样条的插值算法来优化工业机器人的运动路径规划。这种算法能够提升路径规划的精度，同时减少计算时间，有利于实现更加平滑和高效的运动轨迹。 最后，论文利用所提出的运动学方程求解和空间插值算法，结合Visual C++和OpenGL进行编程，实现了工业机器人的三维图形仿真。这一仿真工具不仅有助于理解机器人的运动行为，还为设计和调试提供了直观的界面，增强了系统的可开发性和实用性。 关键词涉及的内容包括：工业机器人、运动学、轨迹规划、样条插值和图形仿真。这篇论文全面而深入地研究了这些关键技术，为工业机器人的控制系统设计提供了理论基础和实用方法。