喷涂机器人喷涂模型与离线编程关键技术研究引言

 在之前第二章中完成了对机器人离线编程环境组态的基础上，本章将着重从机器人离线编程系统中的坐标系构建与关联、轨迹规划控制、编程语言结构特点、动态输送装置同步跟踪等几个关键方向对涂装机器人离线编程技术进行研究。并结合第三章喷涂漆膜模型分析平台的参数支持，对所研究的离线编程技术进行工程测试。

机器人离线编程的坐标系系统

从经典的机器人学理论论述的角度来说，机器人运动学和动力学的描述都是建立在合理的坐标系系统上的。不管是正逆运动学问题的矩阵描述还是动力学问题的微分方程建模，或是轨迹规划，目标点定位等问题，所有这些讨论的基础是一套合理的机器人坐标系系统。秉承了这一基本要点，在机器人离线编程系统中非常关注离线编程系统中坐标系系统的定义。事实上，不合理的坐标系定义往往会成为离线编程过程中的一大障碍。很多情况下针对同一任务，同一型号机器人的离线程序代码在不同的坐标系系统下调试往往会有天壤之别的效果。因此有经验的机器人离线编程工程师往往能根据机器人操作对象的特点和实际现场任务的需求来定义合理高效的离线坐标系系统。

上述认识己经成为了工业机器人行业中的共识。不单单是ABB机器人，根据笔者校外参与的机器人离线编程项目经验来看，在FANUC机器人的RobGuide安川机器人的MotoSim以及KUKA机器人的KUKASim等离线编程平台上也都非常关注离线坐标系系统的定义。就各家机器人离线软件平台彼此比较来看，笔者认为还是ABB的RobStudio平台对于坐标系系统的定义和认识更加全面和实用。虽然欧美系机器人和日系机器人在坐标系定义的习惯有些差别，但相信对ABB机器人离线编程的坐标系系统有全面的研究后，其余的问题都是大同小异罢了。

这里有一个基本的规定，即在RobStudio中所有的笛卡尔坐标系均满足右手法则。所谓的右手法则是指:自然伸出右手的中指、食指和拇指，让三个手指自然彼此垂直，此时食指指的是X方向，中指指的是Y方向，拇指指向Z方向。理论上只要利用三点法结合右手法则就可以确定一个笛卡尔坐标系的位置和方向。所谓三点法是指:利用第一点定义笛卡尔坐标系的原点，利用第二点与第一点决定X轴，利用第三点与第一点决定Y轴，在XY平面确定后Z轴根据右手法则自然确定。