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關節式機械手臂離線編程與運動模擬之研究

為了解決fanuc機械手臂價格的問題，作者陳奕勳 這樣論述：

六軸機械手臂在產業界不論是應用於工業發展或是科技製造業都受到各家業者的重視，因應近年自動化生產線的蓬勃發展，機械手臂為符合各種加工情況下，除了能做普遍的搬運，視加工情況也衍生出各類型機械手臂，甚至亦能有效的執行複雜曲面加工。一般機械手臂程式皆於現場透過手持式校導盒記錄欲到達的點位來讓機械手臂做動，對於商用軟體能將場域模組載入模擬，此特點可減少現場操作機械手臂時發生碰撞之危險。由於商用軟體建立機械手臂及場域模組時，其運動學與尤拉角模組都為單一機械手臂做開發設計，故因機械手臂及場域模組均依使用者需求開發，相對價格也較為昂貴。若添購新款機械手臂，該運動學與尤拉角模組與原有可能有所不同，屆時需額外開

發新模組，因此為了降低開發模組成本，本研究進而開發各種六軸機械手臂正逆向轉換介面與各種六軸機械手臂路徑編程虛擬運動模擬介面。本論文主要以LEANTEC LJ1468-10-X六軸關節型機械手臂為研究對象，應用Denavit-Hartenberg座標轉換法建立機械手臂運動數學模型，推導出正向與逆向運動學方程式，並運用Visual Studio 2010 C#撰寫程式轉換介面，將LEANTEC LJ1468-10-X六軸關節型機械手臂的正向與逆向運動學作為樣板，進而一步推導出各種六軸機械手臂正向與逆向運動學，再將此運動學結合至Open CASCADE圖形顯示虛擬機械手臂運動模擬介面，同時載入加工環

境設備圖檔進行離線編程與模擬，亦可透過CAM生成之刀具路徑檔加以規劃加工路徑，經模擬後皆可匯出成各家廠牌之型號機械手臂可讀取的程式檔，並將此程式檔傳輸至實體機械手臂讓其做動。最後本文透過商用機械手臂模擬軟體為SprutCAM、ROBOGUIDE以及SYNTEC、HIWIN各別開發之機械手臂模擬器進行驗證比對，確認本文所撰寫的程式轉換介面之正確性。