工业机械臂的轨迹规划插补系统设计
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  • 英文篇名:Trajectory interpolation system for industrial manipulator
  • 作者:游文辉 ; 王秀锋 ; 鲁文其 ; 许鑫杰 ; 张华
  • 英文作者:YOU Wen-hui;WANG Xiu-feng;LU Wen-qi;XU Xin-jie;ZHANG Hua;School of Mechanical and Automatic Control,Zhejiang Sci-Tech University;Hangzhou Qixing Robot Technology Co.,Ltd.;School of Energy Engineering,Zhejiang University;
  • 关键词:工业机械臂 ; 轨迹插补 ; 五次多项式 ; 速度规划 ; Matlab仿真
  • 英文关键词:industrial robot arm;;trajectory interpolation;;five degree polynomial;;speed planning;;Matlab simulation
  • 中文刊名:JDGC
  • 英文刊名:Journal of Mechanical & Electrical Engineering
  • 机构:浙江理工大学机械与自动控制学院;杭州琦星机器人科技有限公司;浙江大学能源工程学院;
  • 出版日期:2019-02-19 09:37
  • 出版单位:机电工程
  • 年:2019
  • 期:v.36;No.288
  • 基金:浙江省自然科学基金资助项目(LY18E070006,LY18E050016);; 国家自然科学基金资助项目(51307151,51677172)
  • 语种:中文;
  • 页:JDGC201902015
  • 页数:7
  • CN:02
  • ISSN:33-1088/TH
  • 分类号:88-94
摘要
针对传统梯形速度规划存在的变速冲击和机械臂空间轨迹跟随作业质量低等问题,将五次多项式替换传统梯形速度规划加减速区的方法应用到工业机械臂的轨迹插补系统中。对传统梯形加减速控制的模型和轨迹插补系统进行了分析,推导了五次多项式速度插补算法的数学模型,并在Matlab上对该算法进行了建模与仿真分析;为了验证算法的有效性,设计了四轴机械臂轨迹插补系统的硬件及软件,阐述了轨迹插补系统以及空间轨迹插补的实现流程;基于Linux开发平台和SCARA机械臂,搭建了轨迹插补系统实验,并进行了现场测试。研究结果表明:该系统在满足参数约束的同时达到了柔性插补的设计要求,在冲击度峰值方面相比传统方法降低90%以上,提升了轨迹插补的作业质量和效率。
        Aiming at the problems of variable speed impact and low quality of space trajectory following operation in traditional trapezoidal velocity planning,the quintic polynomial method was applied to the trajectory interpolation system of industrial manipulator. The traditional trapezoidal acceleration and deceleration control model and trajectory interpolation system were analyzed. The mathematical model of quintic polynomial speed interpolation algorithm was deduced. The algorithm was modeled and simulated in Matlab. In order to verify the effectiveness of the algorithm,the hardware and software of the trajectory interpolation system for four-axis manipulator were designed. The trajectory interpolation system and the realization process of space trajectory interpolation were also presented. Based on Linux development platform and SCARA manipulator,the trajectory interpolation system was built and tested. The results indicate that the system meets the design requirements of flexible interpolation while satisfying the parameter constraints. Compared with traditional methods,the impact peak value is reduced by more than 90%,and the work quality and efficiency of trajectory interpolation are improved.
引文
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