基于matlab的abb+irb1600机器人运动学仿真
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2022-06-03
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设备管理与维修 2019 翼9
（上）
轴号 工作范围
/毅
最高速度
/
（
毅/s
）
1
#
轴
-180~180 180
2
#
轴
-90~150 180
3
#
轴
-245~65 185
4
#
轴
-200~200 385
5
#
轴
-115~115 400
6
#
轴
-400~400 460
基于MATLAB的ABBIRB1600机器人运动学仿真
摘要：为了验证工业机器人ABBIRB1600的运动学性能，依据其基本结构及参数，利用改进的D-H方法在MATLAB中进行机
器人建模，调用MATLAB机器人工具箱中的fkine函数进行正—
—
—逆运动学仿真，并选择关节空间轨迹规划法对该机器人进行运
动轨迹研究，最后得到了各关节空间的运动位移、角速度和角加速度的曲线，实现了对ABBIRB1600机器人的运动学仿真。
关键词：改进的
D-H
方法；机器人运动学仿真；
MATLAB
中图分类号：
TP242
文献标识码：
B
DOI：
10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2019.09.17
0
引言
随着工业技术的发展，单纯的手工劳动早已不能满足现代
社会的基本需求，工业机器人应运而生，大大提高了生产效率，
是智能化社会发展的重要一步。瑞典的
ABB
公司有巨大的影响
力，是目前世界上工
业机器人四大巨头之
一。
在工业机器人依
旧昂贵的市场背景下，
盲目安装可能会导致
人力物力的浪费。随着
计算机智能设备的发
展，计算机虚拟仿真模
拟技术也愈渐成熟。研
究人员通过在计算机
上建立工业机器人的
仿真模型，使其具有与
真实机器人类似的物
理功能。例如
MATLAB
中的
Robotics Toolbox
（机器人工具箱），它包
括了种类众多的功能
函数，可以对工业机器
人进行运动学仿真，这
大大减少了资源浪费。
1 ABB IRB1600
机
器人基本结构
ABB IRB1600
是
ABB
公司旗下的一款
六自由度的串联型机
器人，它具有广泛的
应用，在码垛、测量等
领域都有优越的表现
（图
1
、表
1
）。
2
使用改进
D
—
H
方法的
MATLAB
建模
图
2
所示为在
ABB
公司旗下的软件
RobotStudio
中仿真的
ABB IRB1600
机器人。
可以由机器人的改进的
D
—
H
参数，利用机器人工具箱的
Link
函数实现串联机器人的建模。改进的
D
—
H
参数来源于
D
—
H
方法，
D
—
H
方法是由
Denavit
和
Hartenberg
[2]
提出，本质为
关节链中的每一个杆件都构建坐标系的矩阵方法，其采用
4*4
的其次坐标变换矩阵来描述机器人相邻两杆
i
和
i-1
的空间几
何关系，
D
—
H
参数建模是常见的建模方式。本文采用改进的
D
—
H
方法，与
D
—
H
方法不同的是它是在远离底座的结构处建
立坐标系。
ABB IRB1660
机器人的改进的
D
—
H
参数见表
2
。
其中，
兹
i
为连杆转角，即为两条公垂线
a
i-1
和
a
i
间的夹角；
d
i
为连杆距离，即为两条公垂线
a
i-1
和
a
i
间的距离；为连杆长
度，即为
i-1
与
i
两关节轴线间的公垂线长度；
坠
i-1
为连杆扭角，
即为
i-1
与
i
两关节轴线间的公垂线长度。
连杆坐标系的建立标准如下：Z
i-1
轴沿关节
i-1
的轴线方
向，
X
i-1
沿公垂线
a
i-1
且指向
Z
i
轴方向，
Y
i-1
满足右手定则。
图
1 ABB IRB1600
机器人实物
表
1 ABB IRB1600
机器人工作参数
图
2 RobotStudio ABB IRB1600
机器人仿真图
輨輱
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