機械手臂焊道追蹤與軟跡規劃的研究

Abstract

摘要 本文是模擬焊接機械手臂的焊道軌跡追蹤，假設系統架構於利用掃描器掃描焊道的位 置。由接收器將資料轉換成位移向量。以供機械手臂移動的參考依據。而本文所模擬 的掃描介質為超音波，即假設由超音波放射源連續發射超音波，而由接收器將所得資 料轉換成機械手臂手端對焊道的相對位置以控制機械手臂的焊道軌跡追蹤。本系統所 建立的控制模式為即時控制狀態，是以超音波發射，接收，控制機械手臂的循環步驟 完成整個機械人焊接動作的過程。關於機械手臂的演算法則，是以反向運動解 (Inverse kinematics solution) 為基礎，另外以手端位移量(s) 為參數將機械手臂 各軸表成手端位移量的函數，將這些函數對參數(s) 做泰勒展開(Taylor Expansion) 。利用此法可順利解決機械手臂因奇異點所產生的問題。 此外本文亦將探討因機械手臂在作動時所產生的控制誤差與修正時所需給定的誤差補 償量兩者之間的對應關係。同時將此種控制機械手臂運動的方法推廣到一般6 軸機械 手臂之上。