模块化机械臂作业语言解析器设计与实现

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1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringThedesignandimplementationofmodularmanipulatorprogramminglanguageparserMasterCandidate：XiongZhihengMajor：SoftwareengineeringSupervisor：Prof.MinHuasongWuhanUniversityofScienceandTechnologyWuhan

2、,Hubei430081,P.R.ChinaMay,2016摘要大多数现有的工业机器人都使用专用的编程语言。机器人编程语言在整个机器人控制系统中占有十分重要的地位，它直接影响着工业机器人的基本作业和离线编程，从而影响到用户对机器人的使用效率。本文以六自由度模块化机械臂为研究对象，设计和实现一套工业机器人编程语言，并提出使用受限自然语言实现自动编程，使对机器人的控制简单而高效。本文首先对课题组设计的WUST-ARM模块化机械臂进行了硬、软件方面的介绍，然后采用D-H方法建立WUST-ARM模块化机械臂坐标系，并给出了WUST-ARM运动学正解和运动学逆解。随后介绍

3、了机械臂的轨迹规划一般性方法，在此基础上，分别详细阐述了在关节空间和笛卡尔坐标空间下的轨迹规划方法及实现；制定了WUST-ARM机械臂指令集，并设计了WUST-ARM机械臂指令集解析器；提出一种基于中文自然语言语句的分步处理方法，构建了一种基于受限自然语言的模块化机械臂作业语言自动编程解析器。最后，在模块化机械臂作业平台上，对语言解析系统进行了测试。测试结果表明，系统运行良好，能够完成既定的作业任务。关键词：模块化机械臂；机器人语言；解析器；受限自然语言IAbstractMostoftheindustrialrobotsusingadedicatedprogra

4、mminglanguage.Robotprogramminglanguageoccupiesaveryimportantpositionintheentirerobotcontrolsystem,whichdirectlyaffectthebasicoperationofindustrialrobotsandofflineprogramming,thusaffectingtheefficiencyoftherobotuser.Inthispaper,6-DOFModularManipulatorisservedastheresearchobject,andaki

5、ndofindustrialrobotprogramminglanguageisdesignedandrealized,andproposesakindofdesignapproachbasedonconstrainednaturallanguageparser,makingrobotprogrammingeasyandefficient.ThispaperintroducesthehardwareandsoftwareofWUST-ARMmodularmanipulatorplatforminthesubject.ThenusingD-Hmethodtoest

6、ablishWUST-ARMmodularmanipulatorcoordinatesystem,andtheforwardkinematicmodelandtheinversekinematicssolutionisalsopresented.Secondly,thegeneralmethodoftrajectoryplanningisintroduced,andtheimplementoftrajectoryplanninginjointspaceandCartesianspaceiselaboratedrespectivelyaswell.Theninst

7、ructionsetandparserofWUST-ARMisformulated.Withputtingforwardofastep-by-stepprocessingmethodbasedonChinesenaturelanguage,thelanguageparserofmodularmanipulatorbasedonrestrictednaturallanguageisbuiltup.Finally,experimentaltestshavebeencarriedoutontheindustrialrobotsinterpreter,theresult

8、sindicatedth