机器人技术是国家创新力和竞争力的重要体现,是衡量制造业水平的重要标志。我国重点研发启动的“智能机器人”重点专项中指出:工业机器人和作业环境三维建模与可视化、运动仿真、轨迹生成是共性技术研究的重要部分。虚拟仿真技术在工业机器人中的应用,实现了工业机器人运动轨迹的可视化,为机器人工作人员提供了一种更便捷的实验工具,能直观的了解机器人的运动极限和工作时的空间形态,从而运用更合理的轨迹规划算法和控制方法,消除了机器人在运动过程中可能存在的隐患,提高了机器人运行的安全性和可靠性。本文以工业机器人装配工作为研究背景,研究了六轴机器人在装配工作时的轨迹规划方法和运动轨迹可视化方法。具体工作内容有以下三部分:(1)基于工业机器人装配工作的轨迹规划算法研究。主要研究了六轴工业机器人的连杆结构,并用D-H参数法建立了运动学模型,计算了其运动学正解和逆解;分析了笛卡尔空间和关节空间轨迹规划算法的优劣势;针对工业机器人装配工作,进行了正弦加减速的直线轨迹规划和五次多项式插值的轨迹规划相结合的算法研究,并在MATLAB中仿真其运动轨迹,验证算法的合理性,与常用的多项式插值算法规划的轨迹进行对比,验证了算法的有效性。(2)基于OpenGL的工业机器人运动轨迹可视化方法研究。主要研究了基于SolidWorks的工业机器人三维模型的创建方法,建立了六轴工业机器人的三维模型;介绍了 OpenGL的环境配置和工作流程;研究了三维模型STL文件的文件格式和在MFC框架下的读取方法;最后研究了 OpenGL的关键技术,色彩渲染、视图变换和动画演示等原理,进行了工业机器人运动轨迹的动画演示。(3)工业机器人装配工作的轨迹规划验证。以三菱rv-13f六轴工业机器人为实验平台,将装配工作规划的轨迹发送给机器人本体,使其运动;根据工业机器人运动的轨迹和装配工件的结果,验证了轨迹规划算法的合理性和可行性;对比可视化演示的轨迹,验证了轨迹可视化的合理性。实验表明工业机器人运动轨迹的可视化有助于直观的观察机器人的运动轨迹,提前发现运动过程中可能出现的问题,提高机器人运行的安全性。