Page 27 - 工业机器人控制技术研究

第一章 工业机器人的发展

续的控制部分设计奠定理论基础。
运动轨迹指机器人的末端执行机构运动时所产生的运动轨迹。运动轨迹的规
划可分为两种：规划构件与构件之间的关节角；规划末端在空间坐标系中的位置，

无论采用哪种规划方式，均采用函数关系进行计算。控制部分和机械部分是机器
人不可缺少的两部分，控制部分是机器人的电脑控制模块，是衡量机器人智能化
水平的重要标志，关系到所设计产品的优劣。控制部分主要包括人机交互界面设
计、软件和硬件设计、驱动系统设计和传感器设计，所设计内容必须能够满足重

载搬运要求。
控制方案选择时，既要考虑实际使用环境、用户操作简单方便、数据采集、
远程监控诊断与通信等功能，也要考虑性价比、维修方便、后续升级改造等因素。
运动学分析与仿真指借助 AutoCAD、CAM 等三维建模软件创建机器人的三

维模型，利用 ADAMS、SAP、Solid Works Motion、Ansys 等仿真软件进行静态
和动态分析，检测机器人在结构上是否存在干涉、碰撞等问题，是否能够准确地
按照设计的轨迹运动，简化机器人的设计、开发、生产过程，缩短机器人的开发
周期，节约生产成本，根据分析、仿真结果，修改设计、优化参数，进而达到最

优设计方案。动力学分析是对机器人进行仿真分析和建模的基础，动力学模型能
够真实模拟机器人的工作状况，利用控制算法，实现机器人各个关节之间的最优
控制，最终实现高速度、稳定控制和准确定位。动力学分析的主要内容是关节输
入驱动力矩与输出角位移和角速度等运动特性之间的关系，以此来解决驱动系统

的控制问题，实现精确控制，进而达到预期的运动轨迹和动态性能。
搬运机器人实质上是一种新型搬运装置，其融合自动化技术被广泛应用于工
业自动生产线中，不仅加快了工业生产的效率，同时也避免了由人工操作所引起
的操作失误问题。一般地，搬运机器人所进行的工作往往具有重复性及连续性的

特点，同时其也能够从事一些危险工作，由此也减少了工业生产事故的发生。由
此可见，搬运机器人在工业领域的应用确实有着较好的效果，同时其多方面的优
势也决定了其良好的发展前景。当前搬运机器人的研究仍在不断深入，且开始开
发新的功能，旨在基于重复连续工作的基础上，能够使之完成其他一系列的工业

操作，为工业生产自动化发展提供坚实的基础。总体来看，搬运机器人的应用对
于提高工业生产效率、改善产品质量都有着很大的帮助，这也能最大化地提高企
业的市场竞争力。因而，对于工业生产自动化中搬运机器人系统的设计研究有着

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