机器人装配工作站远程监控系统设计文献综述

 2022-10-27 10:42:09

文献综述(或调研报告):

  1. 机器人仿真实现的几种途径
  2. 基于AutoCAD平台的图形仿真系统

以AutoCAD为工作平台、以参数化三维实体造型进行建模、通过Autol ISP编序驱动机器人模型,建立了一个在AutoCAD平台上的机器人运动仿真系统。其实现机器人模型运动有两条途径,其一是采用AutoCAD提供的脚本文件,把所需的AutoCAD命令组合在一起,按预定的顺序执行这些命令,并通过运行脚本文件来产生图形显示。另外一种方法是采用AutoLisp语言编写模型驱动程序来实现模型运动。该方法的优点在于构建机器人模型方便,但是系统缺乏交互性,运动学逆解算功能差等缺点。并且由于以AutoCAD为平台的仿真系统,只适于运动学仿真,不利于仿真系统的扩展。

  1. 基于AutoCAD和Matlab的机器人仿真系统

Matlab(矩阵实验室),80年代由Cleve Moler构思并开发,是集合命令翻译、科学计算于一身的交互式软件系统。在机器人仿真系统中,有大量的矩阵运算,采用Matlab作为平台,可以充分利用Matlab强大的矩阵运算功能,提高矩阵运算的正确性和效率。应用AutoCAD ActiveX技术,在VBA中调用Matlab应用程序。利用Matlab强大的矩阵计算功能,结合AutoCAD的图形功能,可以开发出运算效率高、图形显示质量好的机器人仿真系统。

  1. 基于VRML-JAVA的运动仿真系统

虚拟制造(Virtual Manufacturing)已是制造业中广为接收的新概念,虚拟现实技术是虚拟制造的一个重要支撑技术,是进行产品虚拟设计的途径。随着JAVA和VRML技术的相继出现以及微机性能的不断提高,在微机上进行虚拟现实仿真已经成为可能。运用VRML-JAVA技术在微机上进行机器人运动仿真,运用CAD软件造型来构造虚拟环境,然后用JAVA-EAI接口控制虚拟机器人运动的方法,在此基础上工业机器人进行了建模和运动仿真。这种仿真系统虽然不具备大型系统那样的真实感和浸入感,但它提供了一个低成本,低门槛的应用平台。VRML和JAVA的跨平台性、网络化和强大的可编程能力,对于实现网络化机器人仿真是一种简单、廉价而有效的手段。

  1. 基于3DS MAX的机器人动画仿真系统

3DS MAX是AutoDesk公司推出的专门进行图像处理和动画制作的软件,使用方便,功能强大。利用3DS MAX作为机器人动画仿真系统,具有模型美观逼真,操作简单,易于改变观察视角等诸多优势。但是3DS MAX造型缺乏一些精确定位的功能,仿真的实时性和交互性。

  1. 基于OpenGL及3DS MAX的机器人三维仿真实现

将机器人进行分解,在3DS MAX中建立各个局部几何模型,然后在VisualC 6.0环境下读取模型参数,借助OpenGL图形库建立机器人及其工作环境的几何模型,并建立机器人运动的层次关系,实现虚拟从机器人的平滑运动显示;最后,成功完成了虚拟环境中物体抓取的仿真实验。该方法将3DS MAX的强大功能与OpenGL的灵活交互相结合,满足了虚拟预测环境建模的形象和逼真的要求,同时具有良好的人机交互功能。

  1. 基于Visual C 和OpenGL的运动仿真系统

采用Visual c 作为编程语言,一方面是因为Visual C 完善的基本类库MFC和应用向导AppWizard可以方便地调用OpenGL,以及方便的实现OpenGL和DXF、SLP等图形文件的接口。这有利于实现复杂、丰富的机器人及环境模型。另一方面,采用Visual C 作为编程语言有利于正、逆运动学以及轨迹、路径规划等算法及示教功能的实现。OpenGL是近几年发展起来的一个性能卓越的三维图形标准,它独立于操作系统,以它为基础开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植。

  1. 远程通信控制技术的发展

伴随着控制学科的不断进步与发展,远程控制技术也随着技术的发展日益完善,其发展历程如下。

1) 手工闭环控制。这是控制学科领域中最先提出的一种远程控制模式,在整个闭环控制过程中的人必须作为核心来对设备进行操作。其诞生于工业控制早期,在当时使用范围相当小,基本只针对危险地点的操控,如深水操作,核燃料操作等等。其缺点也相当的明显,严重的通讯滞后以及不稳定性同样也限制了这种技术的发展。

2) 共享或监管控制。相比于手工闭环控制模式,其技术水平获得了较为显著的提升。其将设备控制分为两部分,一部分为本地控制回路,另外一部分为远程控制回路。这种模式的设计完善了设备的操作性,提高了系统的稳定性,但同样也有很大的缺陷,其网络的专一性与所需设备昂贵的特点就限制了这种模式的发展,因此只能应用于某些特殊领域。

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