基于虚拟现实技术的工业机器人综合控制系统.pdf

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1、(工学硕士)基于虚拟现实技术的工业机器人综合控制系统蒋海仙指导教师：专业或领域名称：学生所属学院：论文答辩日期：一一ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceAnIntegratedControlSystemforIndustrialRobotsBasedonVirtualRealityMasterDegreeCandidate：JiangHaixianSupervisor：P

2、rof．LiuZhiJune2011FacultyofAutomationGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou．Guangdong，P．R．China，510006摘要随着机器人研究的不断深入和机器人领域的不断拓展，工业机器人在我们的生产和生活中发挥着越来越重要的作用，尤其是计算机技术的发展，为机器人技术的发展提供了更广阔的空间。近年来，将虚拟现实技术应用与机器人领域是极具发展潜力和应用前景的研究方向之一，本文在现有理论基础之上，提出了一种基于虚拟现实技术的工业机器人综合控制系统

3、，该系统以VC++6．0和OpenGL图形库为实现工具，结合机器人运动学和动力学原理，利用虚拟仿真环境建模技术，采用模块化方法，开发了一种六自由度喷涂机器人的综合控制系统。主要研究成果如下：1．深入研究了机器人运动学相关理论，并对机器人的运动学进行了详细的推导，在此基础上给出了课题建立的六自由度喷涂机器人三维模型的各个位姿矩阵，运动学正解和逆解问题。2．详细分析了基于虚拟现实技术的工业机器人综合控制系统，该系统主要包括九大功能模块，即：物体造型模块、参数设置模块、数据库模块，喷枪轨迹生成模块、机器人运动轨迹生成模块、人机交

4、互模块、分析与显示模块、作业指令生成模块、通信与接口模块。3．研究了OpenGL相关内容，并将VC++6．0和OpenGL有效的结合起来，深入探讨了系统的实现方法和各个模块的功能描述，详细介绍了系统的设计步骤，并结合OpenGL给出了系统实现的部分程序代码。该系统主要是对六自由喷涂机器人进行的三维建模和对整个喷涂过程的动态预演，最终确定一条满足实际生产需要的机器人运动轨迹。从而缩短机器人程序的开发周期。本系统不仅功能完善、通用性强，而且可以提高系统的喷涂精度，降低生产成本，是一种经济效益高，易被用户接受平台。关键词：工业机

5、器人；虚拟现实；运动学；位姿矩阵；OpenGL广东x-．_lk大学硕士学位论文ABSTRACTWiththedeepeningresearchonroboticsandexpandingfieldofrobotics，industrialrobotsisplayinganincreasinglyimportantroleinourproductionandlife，especiallythedevelopmentofcomputertechnology，improveallbroaderroomforthedevelopm

6、entofrobots．ThesystemwithVC抖6．0andOpenGLgraphicscombinedwitIltherobotkinematicsanddynamics，developedacomprehensivecontrolsystemforsixdegreesoffreedomsprayingrobot．Themainresultsasfollows：Inthispaper，detailedanalysistheintegratedcontrolsystem，thissystemconsistsofni

7、nemodules，asfollow：theobjectmodelingmodule，parametersettingmodule，databasemodule，thesprayguntrajectorygenerationmodule，therobottrajectorygenerationmodule，human-machineinteractionmodule，analysisanddisplaymodule，theoperatinginstructiongenerationmodule，communications

8、andinterfacemodule．Thisarticlestudiedthetheoryofrobotkinematicsfurtherandgavethedetailedderivationofthekinematicstheory．Thenestablishtheposematrixofthre