机器人离线编程技术是对机器人编程语言的一种拓广,在虚拟生产环境中利用一些规划算法对机器人虚拟加工过程进行控制。相比传统的在线示教编程,离线编程节约了大量时间,提高了生产效率。因此对多自由度激光加工工业机器人虚拟加工技术的研究具有重要的意义。本文主要研究内容如下:(1)对激光熔覆技术和国内外激光加工工业机器人研究现状及发展趋势以及机器人离线编程技术发展现状及其发展背景进行了分析。针对IRB1410型工业机器人,论述了机器人的特性、结构参数、运动学基本知识等,并求出机器人运动学正、反解,并且对机器人的速度进行了分析。(2)分析了机器人轨迹规划的一般性问题,对关节空间的轨迹规划针对不同的条件分别详述了线性函数插值和三次多项式函数插值;对笛卡尔空间的轨迹规划则深入研究了直线函数插值和圆弧插值,然后对笛卡尔空间与关节空间轨迹规划的优缺点进行了比较。(3)利用MATLAB软件的GUI功能设计了多自由度激光加工工业机器人虚拟运动的仿真软件,通过设置相关的运动参数,最终完成多自由度机械臂运动的仿真,同时也能够对机械臂运动空间进行分析,更有效地判断机械臂运动空间中有无空洞或空腔,从而更便于分析机械臂所能达到的运动空间。(4)通过研究OpenGL在工业机器人仿真中的应用与其具体实现方法,完成六自由度激光加工工业机器人离线编程仿真软件的设计和开发。该软件是基于VC++的仿真软件,机器人模型是ABB-IRB1410型工业机器人,主要功能包括机器人碰撞检测、正运动、逆运动、激光刻字、激光堆积等,从而更有效的仿真六自由度激光加工工业机器人虚拟加工过程。