基于MATLAB的ARB-120型机器人运动学仿真研究.pdf

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1、第3期组合机床与自动化加工技术NO．32013年3月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueMar．2013文章编号：tO01—2265(2013)03—0067—03基于MATLAB的ARB一120型机器人运动学仿真研究木林立俊，柳和生，饶锡新，曹俊华(1．南昌大学机电工程学院，南昌330031；2．上饶师范学院，江西上饶334001)摘要：以ABB公司生产的ARB．120型机器人为研究对象，采用D-H法建立各杆件坐标系，并应用齐次变换矩阵建立运动学方程；在MATLAB的环境下，使用Robot

2、icsToolbox工具箱建立该机器人的数学模型，并对其进行运动学仿真及轨迹规划。实验数据表明所建模型可以准确、有效地获得机器人的运动参数和运动轨迹，这对于深入研究多自由度机器人的动力学、控制算法及轨迹规划具有重要的理论意义。关键词：工业机器人；MATLAB；运动学；轨迹规划中图分类号：TH113．2+2；TP242．2文献标识码：AResearchonKinematicsSimulationofARB．120RobotBasedonMATLABLINLi—jun，LIUHe．sheng’，RA0Xi—xin，CA0Jun—hua(1．SchoolofM

3、echanicEngineering，NanchangUniversity，Nanchang330031，China；2．ShangraoNormalCollege，ShangraoJiangxi334001，China)Abstract：WiththeARB120robotofABBcompanyastheresearchobject，theeachlinkcoordinatesystemwasestablishedwithD—Hmethod，andhomogeneoustransformationmatrixwasappliedtocon—struc

4、tkinematicalequationoftherobot；IntheMATLABenvironment，usetheRoboticsToolboxtoes—tablishthemathematicalmode1oftherobot．andca~iesonthekinematicssimulationandtrajectoryplan—ning．Experimentalresultshowsthatthemodelcangetthemovementparametersandtrajectoryaccurate—lyandeficiently，ithas

5、importanttheoreticalsignificanceforthefurtherstudyofthedynamicsofthero—botwithmorefreedom，algorithmcontrollingandthetrajectoryplanning．Keywords：industrialrobot；MATLAB；kinematics；trajectory0引言1机器人的结构参数机器人是典型的机电一体化装备，随着机器人技机器人是由多个连杆和测头通过多个旋转关节术的发展，已成为柔性制造系统、自动化工厂、计算机串联连接而成，其中一端固定于基

6、座上，另一端可在集成制造系统的自动化工具。从整个工业领域来看，空间自由运动，具有柔性好、精度高、工作范围大等人们对机器人需求越来越大，对其性能指标的要求越优点，能够满足现场工件变化大的场合。ARB．120来越高。因此，对机器人系统的研究在理论及应用上型机器人结构简图如图1所示。有重要意义。其中，机器人运动系统是机器人系统构成中最基础的部分，对其关键技术，如运动学建模、运动学方程的求解、运动轨迹等的研究，将从很大程度上决定着一个机器人系统的基本性能。本文以ABB公司的ARB．120型机器人为研究对象，在MATLAB环境下，首先建立机器人数学模型，利用Rob

7、oticstoolbox对机器人进行运动学分析，仿真获取不同关节变量的机器人手腕中心的位姿，观察机器人各关节臂的运动，为工程人员提供一种有效的分析手段。图1ARB-120型机器人结构简图收稿日期：2012—08—24基金项目：国家自然科学基金项目(510650210)作者简介：林立俊(1987一)，男，海南万宁市人，南昌大学机电工程学院硕士研究生，从事计算机测控技术与逆向工程，(E—mail)lijunl18396@126．com·68·组合机床与自动化加工技术第3期Denavit和Hartenberg提出两相邻连杆坐标系(一cO2sO3一sO2cO3)

8、sO4sO6的齐次坐标变换矩阵的方法，它将上编号连杆坐标0=一{[(cOlcO2