碼垛機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人逐漸的參與到社會(huì)的很多領(lǐng)域，諸如人們的生活、教育、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、國(guó)防及安全等。近年來，由于勞動(dòng)力成本的不斷提高，為提高經(jīng)濟(jì)效益，減輕人們的勞動(dòng)量，碼垛機(jī)器人開始在工業(yè)領(lǐng)域扮演著日趨重要的角色。碼垛機(jī)器人與其他機(jī)器人相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有較強(qiáng)的魯棒性和柔性，易于控制等。該類型機(jī)器人可以完成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的很多工作，被人們熟知的是生產(chǎn)流水線上的設(shè)備噴涂、切割、焊接及裝卸等作用。
　　本課題以碼垛機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的

2、設(shè)計(jì)作為研究方向，該部分的設(shè)計(jì)是碼垛機(jī)器人重要的組成，也是該課題研究的重中之重。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的多項(xiàng)性能能否正常運(yùn)行，及是否達(dá)到各項(xiàng)性能指標(biāo)。與此同時(shí)，碼垛機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)車間的貨物碼垛，且貨物搬運(yùn)的效果具有很大的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。因此，本課題研究的意義重大。
　　本課題是以那智不二越公司生產(chǎn)的LP130-01系列的串聯(lián)型4自由度碼垛機(jī)器人為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究了該型號(hào)碼垛機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，設(shè)

3、計(jì)了關(guān)節(jié)控制器，并實(shí)現(xiàn)了單步控制與連續(xù)控制。通過MATLAB工具箱，對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，進(jìn)而，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)計(jì)方案可行性的驗(yàn)證。
　　本課題主要對(duì)如下所示的四個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行研究：
　?。?）最基礎(chǔ)的是對(duì)研究對(duì)象即LP130-01機(jī)器人本體，有清晰的認(rèn)識(shí)與了解，因此，本課題首先進(jìn)行機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)的分析與研究，進(jìn)而，為進(jìn)一步研究打下基礎(chǔ)。
　?。?）對(duì)電機(jī)選型進(jìn)行分析，并對(duì)電機(jī)容量進(jìn)行計(jì)算，從而得到機(jī)器

4、人允許范圍內(nèi)的負(fù)載，確保載重的可行性。
　?。?）建立了LP130-01機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，求出了運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的正、逆解，并通過MATLAB對(duì)運(yùn)動(dòng)空間進(jìn)行仿真，確定機(jī)器人工作空間，驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求解的正確性。
　　（4）設(shè)計(jì)關(guān)節(jié)控制器，對(duì)機(jī)器人關(guān)節(jié)角進(jìn)行控制，對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)了起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的單步控制和連續(xù)控制，并采用圓弧軌跡插補(bǔ)的方法，將軌跡進(jìn)行優(yōu)化，避免了銳利折線，形成一條光滑的運(yùn)動(dòng)曲線，將性能進(jìn)行了優(yōu)化，利