手把手示教噴涂機器人的示教數據優化方法

陳宇鵬，高偉強，盧一光

（廣東工業大學 機電工程學院，廣東 廣州 510006）

示教是工業機器人在噴涂應用中的一個重要環節。機器人的示教方法可以分為兩大類：一種是直接面向機器人本體進行示教，稱為直接示教；另一種是遠離機器人本體通過計算機技術對機器人進行示教，稱為離線示教。直接示教方法主要有示教盒示教和手把手示教兩種。手把手示教是由操作人員直接拖拽機器人末端工具的方式實現復雜軌跡的示教。與示教盒示教和離線編程相比，手把手示教噴涂效果所見即所得，無需編程，簡單易學，效率高，只需簡短培訓就可使原噴涂工人直接成為機器人的操作工人，解決了中小涂裝企業技術升級后機器人應用人才短缺問題，并且避免了大量噴涂工下崗帶來的社會問題。

在手把手示教過程中，主要存在兩方面的問題。一方面，受到機器人拖拽靈活性和操作人員自身等因素的影響，示教路徑和速度難以光順，噴涂時速度和加速度會有突變，產生振動、沖擊，影響噴涂質量。另一方面，由于機器人拖拽靈活性的影響，示教時難以達到或者難以迅速達到機器人期望的工作速度，導致機器人再現噴涂時只能同時提高整體的速度。因為這兩方面問題的存在，使手把手示教機器人的現實應用受到一定的詬病。為解決上述問題，本文提出了一種對手把手示教噴涂采樣數據進行運動規劃的方法。

機器人關節角空間運動規劃主要是對關節速度、加速度進行規劃，以時間最優和平滑過渡為目標進行優化[1-3]。……