□ 张永贵 □ 王得蛟 □ 张秀林

兰州理工大学 机电工程学院 兰州 730050

焊接加工一方面要求工人有熟练的操作技能、丰富的实践经验和稳定的焊接水平;另一方面，工作的劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高。当焊缝为复杂曲线时，人工焊接质量就会下降，所以，在焊接生产中利用焊接机器人代替人工焊接，可减轻工人的劳动强度，保证焊接质量和提高焊接效率［1］。为保证焊接质量，研制时需对其进行轨迹设计和运动学分析，机械手的运动学模型是其运动规划和离线控制的基础［2,3］。基于上述分析，本文首先以PUMA560机械手为研究对象进行运动学研究分析，然后建立该机械手末端位姿数学模型，进行仿真实验研究，证明模型的准确性。

1 基于PUMA560机械手的运动学分析

1.1 机械手运动学

机械手运动学是避障路径规划研究的基础，主要研究机械手臂各杆件之间的位移、速度和加速度关系，运动学问题包括正运动学问题和逆运动学问题［4］。正运动学问题是指给出机械手各关节的位置、速度、加速度，求解各杆件的位置、姿态、速度、加速度等运动参数的问题，特别是求解机械手手臂端点(或末端杆件)的位置、姿态、速度、加速度［5］。 逆运动学问题是已知工作所要求的末端执行器的位置、姿态、速度、加速度时，求解能实现这些要求的机械手各关节的位置、速度、加速度等运动参数［6］。

1.2 建立机械手末端位姿数学模型

PUMA560机器人本体关节结构由回转的机体、肩、大臂、小臂、腕部及机械手部分组成。……