基于OpenGL的工業(yè)機器人三維仿真設計與實現(xiàn)

　　摘要：研究了OpenGL在工業(yè)機器人仿真中的應用及其實現(xiàn)方法，利用OpenGL卓越的渲染功能對場景和機器人進行繪制，形成真實感比較強的三雄仿真環(huán)境，介紹了自行開發(fā)的機器人離線壕程程序RobotM，RobotM具有機器人模型的創(chuàng)建、動畫仿真、自動路徑產(chǎn)生等功能，實現(xiàn)了機器人離線鳊程與仿真系統(tǒng)。

　　關鍵詞：機器人;三雄仿真;OpenGL;離線壕程

　　1 引言

　　機器人離線編程(OIP，OffLineProgram)具有不需要停止機器人工作和可以通過圖形仿真來避免實際機器人運動中的碰撞等優(yōu)點。目前國內(nèi)基本沒有針對機器人仿真的成型工具，國外有一些商品軟件如 RoboCAD，ROTSY，Evision等系統(tǒng)，但是RoboCAD價格比較昂貴，不能夠普遍推廣;ROTSY是基于Motoman機器人的一套仿真系統(tǒng)，但是他的普遍性不強而且價格也比較高。本文以江蘇省“十五”攻關項目網(wǎng)絡化焊接機器人研制課題為背景，設計了基于OpenGL的工業(yè)機器人三維仿真機離線軟件RobotM，完成了對于Couma機器人的離線仿真程序開發(fā)。

　　OpenGI是與圖形硬件無關的程序設計接口，而且OpenGI的類庫完成三維圖形的底層操作，同時又具有建模方便、實時三維仿真、真實感強、平臺獨立性、真實性強、對于系統(tǒng)的要求并不是很高等優(yōu)點。所以RobotM利用OpenGL和微軟的VC+開發(fā)工具以及MFC類庫作為底層的圖形庫接口實現(xiàn)仿真設計。離線仿真原理如圖1所示。

　　2 系統(tǒng)結構詳述

　　系統(tǒng)模塊圖如圖2所示。

　　圖2說明了RobotM采用了分層次結構設計的方法，將整體程序設計成為3層結構，每一層的設計都相對獨立，從而提高了程序的可移植性并且減輕了程序的維護難度。