浇铸机器人路径模拟设计(3)

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工业机器人是一种拟人话的机械设备，通过模拟人的手臂、腕和手指功能进行工作代替人手工作的高科技设备，工业机器人应用范围非常广。随着工业的高速发展进入工业4.0，自动化设备已经成为了当今工业必不可少的，工业机器人在工业方面的应用得到了大大的提高。在全球中，许多过家工业机器人技术已近较为完善，这其中主要以日本、德国、美国为主，它们所生产的机器人已经成为全球工业的标准，并且在国际市场中也是占有最大的比重。随着工业要求和适用范围不断扩大，所生产的机器人功能也越来越强并且其智能化、自动化、精确化和网络化程度也越来越高。在发达国家中，工业机器人的出现对他们拥有着更大的好处，可以帮他们提高产品的生产率和产品质量、改善了劳动条件、减轻劳动强度、节约材料消耗，最重要的是帮他们解决了劳动力不足等问题。当然对发展中国家的利益也是很大的论文网，大大减少了产品的制造成本并且能提高产品质量，使得他们的工业技术逐渐向国际标准接轨，也推动了国内的工业市场。工业机器人在不知不觉中已经改变着我们的生产和生活方式，相信在不久的将来工业机器人的工作舞台将会更大。

本文是对浇铸机器人路径的模拟规划，虽然工业机器人已经渐渐得到广泛运用，但是在工作工程中有适当的路径规划能大大提高工作效率，也能提高铸件产品的质量，在浇铸过程中如果整个过程消耗时间较长，那么液态金属水将会逐渐冷却，这样对制造的产品也将产生很大的影响。而模拟路径作为浇铸机器人的工作路径，其研究价值颇高，浇铸机器人按给定路径去施工以实现浇铸作业，合适的路径能提高生产的自动化水平和劳动生产率以减少不必要的影响以提高工作效率，保证安全生产，确保工作能按时完成，所以模拟出恰当的路径也是至关重要的，所以对浇铸机器人的路径进行良好的规划并及时对设计的路径进行优化修改是非常重要的。

1.4 浇铸机器人在国内外的研究现状和发展趋势

2 机器人动力学和运动学模型

为了了解浇铸机器人的控制问题，机器人动力学是必不可少的`751^文*论[文]网www.751com.cn，动力学指的是机器人在运动时它所受的力之间的相关函数和方程。然而研究动力学是为了更好解决浇铸机器人在运动过程中更好对其进行控制，保证在过程中能平稳完成任务。在已知机器人各关节的速度、加速度和位移的前提下，求出各关的驱动力和力矩。而机器人运动学制的是机器人各手臂在空间相对于机器人基座的位置和姿态方程，同时也是机器人速度和加速度分析的基础，更主要的还是为解决浇铸机器人的轨迹规划的问题。

2.1 机器人结构

本次课题采用的机器人是德国KUKA公司的KR60-3F六自由的工业机器人，该机器人使用的是多关节的交流伺服电机驱动，这样的伺服电机能保证工作范围大、结构结实以及精度高。它具有六个旋转关节，精度为0.06mm，末端最大负载为60kg，在其手腕处具有浇铸防护涂层，以基座为中心点，其操作半径为285mm-2441mm具体参数如表2.1所示。

目前浇铸机器人主要用于工业方面的浇铸工作，其结构和普通的工业机器人几乎一致，机器手型的机器人没有末端执行器。在浇铸机器人的末端基本上都会有一个执行器，这些执行器不是一致的，而是根据不懂客户的需求安装不同的末端执行器。而机械手的位置就是由末端执行器来决定的，影响末端执行器的是其长度和大小以及旋转情况。在这一节中，都是把机器人的末端执行器当成是平板面假设机器人的末端是一个平板面，如有必要可在其上附加末端执行器，这整个的平板面其实就是机器人的在工作时的机械手。如果自身对其末端执行器长度有需求，还可以将末端执行器的长度加到机器人的末端用来确定末端执行器的位置。