基于ROBCAD工业机器人工作空间的仿真与分析

董诗绘

（唐山工业职业技术学院，河北 唐山063000）

0 引言

工业机器人的工作空间指机器人不同关节运动达到的末端执行器的所有位置的集合，也叫可达工作空间。在对机器人进行路径规划和控制之前，必须要分析其工作空间，工作空间表示工业机器人的活动范围，这是评价工业机器人工作能力的重要因素[1]，也是对工业机器人进行控制的基础。本文以工业机器人在车身后围板焊接线的应用为研究对象，使用ROBCAD软件对工业机器人的工作空间进行仿真，方便现场工程技术人员分析，判断机器人在工作空间内作业的可行性进而减少实际运行过程中的意外事故。

1 工业机器人工作空间的描述

本文使用的工业机器人是ABB IRB6640型工业机器人，如图1所示[2]。

图1 ABB IRB6640型工业机器人

本文采用两台ABB IRB6640型机器人焊接同一个后围板，在机器人仿真时需要对两个机器人进行工作空间的仿真，检查待完成的工作任务的目标物体是否在机器人的工作空间范围内[3]。图1中两台机器人分别命名为RobotA和RobotB。

工业机器人末端执行器的所有位置的集合构成了机器人的工作空间。因此需要求出工业机器人的末端执行器的所有位置的坐标[4]。本文采用Denavit-Hartenberg方法（简称D-H方法），已知各个关节变量的值，如表1所示，从基座固定坐标系开始依次通过各连杆坐标系的传递，推导求出机器人末端手部坐标系的位姿。ABB IRB6640型机器人的连杆坐标系如图2所示。

表1 ABB IRB6640型机器人的连杆参数

图2 ABB IRB6640连杆坐标系

Ai变换矩阵，表示的是一个连杆坐标系与下一个连杆坐标系间相对关系的齐次变换矩阵。……