六自由度工业机器人的NURBS曲线插补算法的研究

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随着现代制造业的发展,工业机器人已在工业中广泛应用,并越来越受到重视。机器人运动学在工业机器人研究中占有很重要的地位,它直接影响着工业机器人轨迹生成、离线编程系统的精度和速度。而在机器人运动学的基础上,研究机器人轨迹控制算法具有很重要的理论意义和实用价值。本课题介绍了工业机器人的产生和发展趋势,并论述了工业机器人轨迹曲线中NURBS曲线插补的概况,进而以六自由度工业机器人PUMA560为研究对象,根据机器人的相关参数建立机器人运动学模型及相关坐标系,对机器人的正运动学及逆运动学问题进行了研究,并探讨了机器人逆运动学求解的相关算法。在此基础上,提出了一种基于对偶四元数求解六自由度机器人逆解算法,并通过仿真实验进行验证。介绍了NURBS相关理论知识,提出了基于de Boor算法的NURBS曲线自适应插补算法,在这种算法下速度会根据误差的大小进行自动调整,满足了再提高插补速度的同时保证精度的要求。最后通过仿真实验和工业机器人硬件平台进行系统论证,根据实验结果和数据分析,证明该算法的可行性。
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