工业机器人课件3

3轨迹规划和轨迹控制根据作业要求，对末端执行器在工作流程中位姿变化的路径、取向以及它们的变化速度、加速度进行人为设定。3.1作业规划作业规划是轨迹规划的基础。把一个作业分成若干个运动来实现。3.2关节空间的轨迹规划PTP（pointtopoint）控制：只关心目标点，而不考虑两点之间的移动路径。如图，已知A、B两点的位姿矩阵TA、TB，求运动学逆解得到对应于A、B两点的关节变量、末端从A点移动到B点各关节变量的变化量为直接对关节变量的运动规律进行规划，即关节空间的轨迹规划。ABAqBqABqqqq各关节以最大速度运动各关节协调运动抛物线——直线分段方案各关节同时启停tttqqq3.3直角坐标空间的轨迹规划路径在空间描述而驱动关节连续轨迹控制CP（ContinuousPath）控制机器人末端沿着所设定的轨迹在一定精度范围内跟踪运动。四种插补曲线直线插补两点定轨迹，等距或定时圆弧插补三点定轨迹空间曲线插补随机曲线插补定时插补插补按一定的采样周期定时进行等距插补空间插补距离恒定，采样周期随速度变化绝对式插补器位置给定误差不累加，精度较高)1()()(iqiqiqsTiqiq)()(增量式插补器末端速度给定求出关节速度在一个采样周期内速度不变误差校正：根据实际关节变量计算出末端实际位置比较与理论值，修正末端速度)()()(1iXiJiqsTiqiq)()()()(1jqiqij)(iq)(*iX)(*iX)(iXTsiXiXiXiX)()()1()1(*3.4轨迹控制机器人控制系统是一个以计算机应用为特点的控制系统。由计算机和机电系统两部分组成。计算机：处理各种信息、智能决策、规划轨迹，形成控制规律以及协调系统运动机电系统：关节执行器、机构、末端执行器，各种传感器，以及驱动电路和其他硬件系统任务规划环境识别示教盒离线编程器轨迹规划过程控制关节控制器伺服控制器驱动系统内信息反馈人环境信息检测执行机构智能级组织级实时控制级执行级智能级有识别环境及决策规划能力；第三代机器人的特征组织级将期望的子任务转化成运动轨迹或适当的操作，并随时监测机器人各部分运动及工作状态，处理意外事件实时控制级根据机器人动力学特性及机器人当前运动情况，综合出适当的控制指令，驱动机器人机构完成指令的运动或操作执行级接受上一级控制指令，执行并完成机器人期望的运动，同时提供各关节轴运动及力的反馈信息3.5控制电机步进电机伺服电机直流伺服电机（DC）交流伺服电机（AC）