廖伟东，李锻能，王 强，廖 姣

（广东工业大学 机电工程学院，广东 广州 510006）

1 引言

打磨、焊接机器人需要在末端装夹磨具、焊枪等工具，而且工具工作点通常与机器人前一连杆坐标系存在沿X、Y、Z轴方向的偏置。机器人进行加工作业时，需要对工具的工作点进行路径规划。根据机器人不同的工作需要，获取机器人运动轨迹有在线示教再现法和机器人离线编程两种方法。

对于机器人运动学D-H法的建模，已有大量相关的研究，如文献[1-2]，其研究的末端控制点设置在机器人手腕或末端法兰盘中心，这种建立机器人运动学模型的方法，只能满足机器人在线示教编程的需要。对机器人离线编程，首先在工件3D模型上提取加工路径参数，生成机器人运动轨迹，然后需要控制机器人工具工作点的位姿。所以机器人控制点设置在手腕或末端法兰盘中心的方法，无法满足离线编程工作需求。研究的机器人控制点设置在工具工作点上，且相对于前一连杆存在沿X、Y、Z轴方向的偏置，在结构上不符合Pieper准则[3]，因此不能直接使用D-H法建立机器人工具端的运动学模型。

通过将工具坐标系从机器人连杆坐标系中独立出来，先使用D-H法求得机器人手腕坐标系相对于机器人基坐标系的位姿坐标，再通过平移齐次变换求得工具坐标系的位姿坐标。最后利用Visual C++、OpenGL图形库搭建仿真平台，对机器人运动学进行仿真验证。

2 机器人正运动学分析

2.1 建立机器人运动学模型

以三菱RV-13FL-D机器人作为研究对象，根据其连杆尺寸参数，建立的机器人连杆坐标系，如图1所示。……