袋裝水泥裝車機(jī)器人控制技術(shù)研究.pdf

1、針對國內(nèi)水泥生產(chǎn)企業(yè)在袋裝水泥裝車過程中的工作環(huán)境惡劣、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低等問題，以及裝車過程中的高速、重載、工作空間大等方面要求，提出一種新型袋裝水泥裝車機(jī)器人機(jī)構(gòu)。在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、軌跡規(guī)劃、動(dòng)力學(xué)等理論分析的基礎(chǔ)上，搭建了機(jī)器人控制系統(tǒng)，研究了機(jī)器人裝車過程控制技術(shù)，開發(fā)了控制軟件，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人自動(dòng)裝車過程控制。
　　根據(jù)功能需求分析，提出了袋裝水泥裝車機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)方案及機(jī)械手結(jié)構(gòu)，通過 SolidWorks軟件建立機(jī)

2、器人三維結(jié)構(gòu)模型，確定了機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)，研究了裝車機(jī)的整體運(yùn)動(dòng)方案和機(jī)械手部分的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)行了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得出運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解模型。
　　以高速、平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)為目標(biāo)確定了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)方案，進(jìn)行了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃?；陉P(guān)節(jié)空間和直角坐標(biāo)空間軌跡規(guī)劃方法，以及多項(xiàng)式插值法對運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行規(guī)劃，得到機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過程中各關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)函數(shù)，并通過 MATLAB軟件進(jìn)行仿真，分析了方案的合理性。
　　基于拉格朗日方程建立了機(jī)械手動(dòng)力學(xué)模型，利用

3、 ADMAS軟件進(jìn)行了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)力學(xué)仿真，分析各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩變化情況，并進(jìn)行了伺服電機(jī)選型。針對在機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過程中出現(xiàn)的因軌跡變化產(chǎn)生的電機(jī)轉(zhuǎn)矩變化的問題，提出了配置飛輪的解決方案，有效提高了伺服電機(jī)控制的穩(wěn)定性。
　　基于上述理論分析，進(jìn)行了裝車機(jī)械手控制系統(tǒng)硬件組態(tài)，搭建了基于三菱Q系列 PLC+Motion CPU模塊的控制系統(tǒng)。研究了8軸聯(lián)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制、連續(xù)軌跡控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)，開發(fā)了裝車機(jī)器人控制程序，實(shí)現(xiàn)了裝車