01
龙门机器人概述
定义、分类（直角坐标型/悬臂型/桁架型）、典型应用：码垛、分拣、搬运、3C电子装配
基础应用场景
02
运动学基础
刚体运动学、齐次变换矩阵、正/逆运动学求解（直角坐标型为例）
数学坐标变换
03
轨迹规划基础
定义、分类（关节空间 vs 笛卡尔空间）、性能指标：时间、平滑度、能耗
概念指标
04
梯形速度规划
数学模型、加速/匀速/减速阶段计算、局限性分析（冲击大）
速度曲线经典
05
S形速度规划
7段式模型、加加速度约束、与梯形曲线对比优势
平滑加加速度
06
多项式插值
三次/五次/七次多项式轨迹生成，边界条件设定
插值连续
07
B样条曲线规划
B样条基函数、控制点与节点向量、C2连续性实现
样条C2
08
NURBS曲线规划
NURBS定义、权重影响、复杂曲面路径应用
NURBS曲面
09
时间最优路径参数化 (TOPP)
路径-时间解耦、速度极限曲线、数值积分法
最优TOPP
10
路径平滑处理
拐角圆化、圆弧过渡、贝塞尔曲线过渡、曲率连续过渡
平滑过渡
11
动力学约束规划
考虑电机力矩、加速度限制、jerk限制的轨迹生成
动力学约束
12
多轴同步控制
电子齿轮、电子凸轮、主从同步、虚轴同步
同步多轴
13
前瞻规划算法
前瞻距离计算、速度前瞻、自适应前瞻策略
前瞻自适应
14
在线路径规划
实时重规划、动态避障、滚动时域优化
在线动态
15
离线路径规划
基于图搜索(A*、Dijkstra)、基于采样(RRT、PRM)全局路径生成
图搜索采样
16
能量最优规划
最小能耗轨迹模型、基于最优控制的能量优化
节能最优控制
17
振动抑制规划
输入整形技术、零振动(ZV)整形器、零振动零导数(ZVD)整形器
抑振整形
18
高速龙门机器人动力学建模
拉格朗日方程、牛顿-欧拉法、刚体动力学参数辨识
建模辨识
19
伺服驱动与运动控制卡
伺服驱动器参数整定、运动控制卡(PMAC/Trio)轨迹生成接口
硬件接口
20
基于模型预测控制(MPC)的路径规划
MPC基本原理、约束处理、龙门机器人实现
MPC预测
21
强化学习在路径规划中的应用
DDPG、PPO算法、奖励函数设计、仿真环境搭建
强化学习DDPG
22
视觉引导的路径规划
手眼标定、视觉伺服、基于视觉的抓取点规划
视觉标定
23
多机器人协同路径规划
碰撞避免、任务分配、分布式规划策略
协同分布式
24
路径规划软件架构
模块化设计、实时性要求、数据流设计(状态机、消息队列)
架构实时
25
路径规划仿真与测试
MATLAB/Simulink仿真、CoppeliaSim 3D仿真、硬件在环测试
仿真HIL
26
路径规划性能评估
轨迹跟踪误差、执行时间、能耗测量、振动测量
评估指标
27
工业现场总线与路径规划
EtherCAT、CANopen、Profinet对轨迹传输的影响
总线实时
28
安全与冗余规划
软限位、硬限位、急停逻辑、安全速度规划
安全冗余
29
龙门机器人标定与补偿
运动学标定、误差补偿、温度补偿
标定补偿
30
综合案例：3C电子装配产线
龙门机器人高速取放路径规划全流程
实战3C