基于OpenGL的工业机器人三维仿真设计与实现

基于OpenGL的工业机器人三维仿真设计与实现

纪　晨,孟正大

(东南大学自动控制系　江苏南京　210096)

摘　要:研究了OpenGL在工业机器人仿真中的应用及其实现方法,利用OpenGL卓越的渲染功能对场景和机器人进行绘制,形成真实感比较强的三维仿真环境,介绍了自行开发的机器人离线编程程序RobotM,RobotM具有机器人模型的创建、动画仿真、自动路径产生等功能,实现了机器人离线编程与仿真系统。

关键词:机器人;三维仿真;OpenGL;离线编程

中图分类号:TP24212　　　　　文献标识码:B　　　　　文章编号:1004373X(2003)2402403

DesignandRealizationof3DSimulationofIndustrialRobotBasedonOpenGL

JIChen,MENGZhengda

(DepartmentofAutomaticControl,SoutheastUniversity,Nanjing,210096,China)

Abstract:ThisarticleintroducestheneedandthemeaningofthesimulationoftheindustrialrobotOffLineprogramming,summarizethenationalandoverseasinvestigationofsimulationaboutindustrialrobot,useOpenGLtodrawasenceofrobotandotherthings,investigatetheeffectofOpenGLinrobotsimulation1IntroducesthesoftwareofindustrialrobotsimulationRobotM1RobotMhavemanyfunctionssuchasconstructtherobotmodel,motivesimulation,automaticbuildofpathandsoon1Completethesystemofrobotoff

lineprogramming1

lineprogramming

Keywords:robot;3Dsimulation;OpenGL;off

1　引　言

以RobotM利用OpenGL和微软的VC++开发工具以及MFC类库作为底层的图形库接口实现仿真设计。

离线仿真原理如图1所示

。

随着机器人技术的运用与发展,机器人编程技术

成为一个很重要的问题。机器人离线编程(OLP,OffLineProgram)具有不需要停止机器人工作和可以通

过图形仿真来避免实际机器人运动中的碰撞等优点。目前国内基本没有针对机器人仿真的成型工具,国外有一些商品软件如RoboCAD,ROTSY,Evision等系统,但是RoboCAD价格比较昂贵,不能够普遍推广;ROTSY是基于Motoman机器人的一套仿真系统,但

是他的普遍性不强而且价格也比较高。本文以江苏省“十五”攻关项目网络化焊接机器人研制课题为背景,设计了基于OpenGL的工业机器人三维仿真机离线软件RobotM,完成了对于Couma机器人的离线仿真程序开发。

OpenGL是与图形硬件无关的程序设计接口,而

2　系统结构详述

图1　离线仿真原理

系统模块图如图2所示。

图2说明了RobotM采用了分层次结构设计的方法,将整体程序设计成为3层结构,每一层的设计都相对独立,从而提高了程序的可移植性并且减轻了程序的维护难度。

且OpenGL的类库完成三维图形的底层操作,同时又具有建模方便、实时三维仿真、真实感强、平台独立性、真实性强、对于系统的要求并不是很高等优点。所

收稿日期:20030813

24

第1页下一页