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随着工业机器人的广泛应用,机器人仿真技术也越来越被人们所重视。在缺少机器人实体的情况下,通过仿真技术能够完成机器人学习和研究工作。由于大多数工业机器人控制系统是不开放的,只能利用其自带的示教盒完成一些简单的示教仿真和离线编程。同时,大多数仿真软件通过串口与控制器相连的通讯模式也影响了通讯的稳定性,限制了通讯距离。
本文结合上海交通大学工程训练中心自主研发的5自由度教学机器人EduRobot-III,研究其三维仿真控制软件设计以及基于C/S结构的远程控制实现方法,编写的上层仿真控制软件实现了EduRobot-III的三维仿真、离线编程与远程控制等功能。
论文具体研究以下几方面内容:
1. 在简要介绍EduRobot-III的机械结构基础上,给出了针对该机器人的简便运动学逆解算法。根据离线编程语言格式,探讨了计算机语言实现教学机器人关节插补、空间直线插补和多指令衔接等问题。
2. 介绍了在MFC环境下,调用OpenGL软件包实现EduRobot-III的三维建模、动画方法。结合具体的图形实例,探讨了OpenGL函数库调用、利用Windows定时器实现动画仿真方法。
3. 给出了本文编制的仿真控制软件的结构及其实现方法。详述了离线编程语言的格式和使用,并通过几个示教动作举例说明了离线编程语言的使用方法。介绍了WinSocket控件的特点和使用,以及基于C/S结构的远程任务文件传输实现。
4. 通过比较仿真效果和软件演示完生成的插补数值文件在EduRobot-III的示教实验平台上的实验结果,表明本仿真控制软件能够满足EduRobot-III的仿真示教要求,不仅可以完全代替传统的示教盒完成离线编程控制,而且编程更方便,功能更为强大。并且该系统的研究为机器人仿真技术的研究提供了一个较好的范例。