基于的工业码垛机器人控制特性研究
苏海新,韩宝玲,罗庆生。,石琳,梁园
.北京理工大学机械与车辆工程学院,北京;.北京理工大学机电学院,北京
—。—。—,,。
..。,;.
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摘要:以工业码垛机器人控制系统及其控制特质量、改善劳动条件和优化作业布局贡献巨大,其应
性为研究对象,设计了一种基于工业控制计算机用的数量和质量标志着企业生产自动化的先进水
多轴运动控制卡的模块化分布式平。针对目前国内外在用码垛机器人控制系统存在
控制系统,探讨了工业码垛机器人控制系统的理论开放性、扩展性和软件独立性较差的缺点,研究了一
建构和工程实现问题,并通过工程样机长时间、多样种基于工控机和可编程多轴运动控制器
式的码垛作业实验,证实该工业码垛机器人控制系的开放式码垛机器人控制系统。
统能可靠实现伺服控制、路径规划、状态监控和人机是基于工业机和操作系统的多轴、多
界面操作。通道开放式运动控制器,集主机通讯、运动控制、后
关键词:工业码垛机器人;控制系统;; 台任务处理等基本数控功能于一体,具有开放性强、
;控制特性实时性好、伺服控制精度高等特点,选择
中图分类号: 这种控制方案,可把嵌入到工业控
文献标识码: 制计算机中,可运行用户自定义软件,实现多样化码
文章编号:一——垛作业的严格要求,且有利于缩短机器人的开发周
: 期。
工业码垛机器人
,
, 笔者所在科研团队开发的新型工业码垛机器人
主体结构是基于平衡吊原理的七杆机构,各构件采
. 用低副联接而成。该主体机构有个自由度,机构
, , 具有传递运动、放大位移、改变位移的性质。整个
, —机器人采用台交流伺服电机,来完成机器人主体
绕基座垂直轴的转动、机器人抓手沿水平方向的直
. 线运动、沿垂直方向的直线运动以及绕抓手自身转
:; 轴的转动,这些运动相互独立,使码垛机器人运动控
;; ; 制更为灵便,同时也简化了机器人抓手的路径规划
算法。
引言工业码垛机器人运动学分析
该工业码垛机器人有个独立的自由度,在运
工业码垛机器人是典型的机电一体化高科技产
动分析时可将整个机构拆成部分进行:平行四连
品,对企业提高生产效率、增进经济效益、保证产品
杆机构的运动、抓手绕腕部转动和连杆机构绕基座
收稿日期;——的转动。
《机械与电子· ,·
. 平行四连杆机构运动分析在△中,司有:
工业码垛机器人机构简图如图所示,当点一
固定,点沿水平方向移动时, 点的水平移动速度
.
\
为点的倍,如果点作匀速运动, 点也作匀\××。
速运动;当点固定,点沿垂直方向移动时, 点一
的垂直移动速度为点的.【一倍,如果点作匀
速运动, 点也作匀速运动。其中.:【/
此时点坐标为:
一十× 十
此时点坐标为:
:×。一一一
—一一一
将式带入式中,可得:
—。十×。一
图工业码垛机器人机构简图.—一。一㈣
. 码垛机器人运动学分析【一一
如图所示,设置一个固定坐标系,其随
将,,。及全部已知变量代入式中,利用
基座一起旋转,当机器人本体处于虚线所示位置时,
几何知识解得:
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