随着机器人的应用越来越广泛,所面对的工作环境越来越复杂,示教系统在机器人的使用操作中起着至关重要的作用。目前国内主流的六轴机器人多依靠进口,其示教系统多为封闭且难以二次开发。同时国内在机器人示教系统领域的研究也相对落后,而且欠缺能熟练操作机器人的技术型人才。因此本文研制一套六轴机器人仿真示教系统,将示教器连接计算机仿真平台,取代传统的与机器人相连的方式。该系统可以提供机器人的操作练习,还可以将其用于对示教系统的进一步研究。首先,对六轴机器人的运动学进行分析研究。采用D-H表示法建立运动学模型,推导并求解六轴机器人的正逆运动学方程,并研究了在多组逆解中选取最优解的问题,最后通过编程进行了仿真验证。其次,分析六轴机器人示教系统的使用需求,提出一种新型的机器人仿真示教器的总体设计方案。示教器的硬件设计是以STM32作为主控制器,兼容性好且便于移植,然后对以太网通信电路、键盘电路、触摸屏通信电路等进行了分析设计。在示教器的软件设计上引入了实时操作系统,保证了程序的稳定性和良好的开放性,并给出了主程序、以太网通信程序、键盘读取程序等流程图。该示教器可以通过以太网与计算机仿真平台进行连接,实现对三维仿真的机器人进行控制。在六轴机器人运动学模型的基础上,采用VC++和开放图形库(Open GL)搭建机器人的三维模型。将Solid Works生成的模型文件导入VC++环境中,保证了模型的逼真准确。该方法弥补了Open GL在绘制复杂图形时工作量大、开发效率低的缺陷和Solid Works软件编程接口开放性差的缺陷,大大提高了开发效率。轨迹规划是机器人运动控制的重要内容,本文分析了关节空间中的几种多项式插值规划法,对笛卡尔空间中三段S曲线的直线插补法进行改进,采用了五段S曲线规划法,使机器人末端的运行速度变化更平稳,并通过编程进行验证。最后分析机器人示教系统的控制流程,在计算机仿真平台上为机器人三维模型增加手动控制和示教再现等功能,使该仿真示教系统能够接近实际使用效果。并对机器人的碰撞检测问题进行研究,保证机器人的安全运行。实验结果表明,该仿真示教系统中的三维机器人模型构建准确且运行流畅,功能使用正常。该方法具有一定的开放性和可移植性,可以在此基础上对机器人示教系统进行进一步的研究,还可以为操作人员提供一个安全方便的操作练习平台。