基于OpenGL的工業(yè)機(jī)器人三維仿真設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　摘要：研究了OpenGL在工業(yè)機(jī)器人仿真中的應(yīng)用及其實(shí)現(xiàn)方法，利用OpenGL卓越的渲染功能對(duì)場(chǎng)景和機(jī)器人進(jìn)行繪制，形成真實(shí)感比較強(qiáng)的三雄仿真環(huán)境，介紹了自行開發(fā)的機(jī)器人離線壕程程序RobotM，RobotM具有機(jī)器人模型的創(chuàng)建、動(dòng)畫仿真、自動(dòng)路徑產(chǎn)生等功能，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人離線鳊程與仿真系統(tǒng)。

　　關(guān)鍵詞：機(jī)器人;三雄仿真;OpenGL;離線壕程

　　1 引言

　　機(jī)器人離線編程(OIP，OffLineProgram)具有不需要停止機(jī)器人工作和可以通過圖形仿真來避免實(shí)際機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中的碰撞等優(yōu)點(diǎn)。目前國內(nèi)基本沒有針對(duì)機(jī)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(jià)格比較昂貴，不能夠普遍推廣;ROTSY是基于Motoman機(jī)器人的一套仿真系統(tǒng)，但是他的普遍性不強(qiáng)而且價(jià)格也比較高。本文以江蘇省“十五”攻關(guān)項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)化焊接機(jī)器人研制課題為背景，設(shè)計(jì)了基于OpenGL的工業(yè)機(jī)器人三維仿真機(jī)離線軟件RobotM，完成了對(duì)于Couma機(jī)器人的離線仿真程序開發(fā)。

　　OpenGI是與圖形硬件無關(guān)的程序設(shè)計(jì)接口，而且OpenGI的類庫完成三維圖形的底層操作，同時(shí)又具有建模方便、實(shí)時(shí)三維仿真、真實(shí)感強(qiáng)、平***立性、真實(shí)性強(qiáng)、對(duì)于系統(tǒng)的要求并不是很高等優(yōu)點(diǎn)。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(shí)現(xiàn)仿真設(shè)計(jì)。離線仿真原理如圖1所示。

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　　2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)詳述

　　系統(tǒng)模塊圖如圖2所示。

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　　圖2說明了RobotM采用了分層次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法，將整體程序設(shè)計(jì)成為3層結(jié)構(gòu)，每一層的設(shè)計(jì)都相對(duì)獨(dú)立，從而提高了程序的可移植性并且減輕了程序的維護(hù)難度。