碼垛機器人運動控制方法及多機協(xié)作策略研究.pdf

1、作為一種典型的工業(yè)機器人,碼垛機器人集成了計算機、人工智能、信息和傳感等多學(xué)科的知識,以其強大的柔性工作能力、高度智能化、小占地面積、可同時處理多品種物料等優(yōu)點,在包裝物流等工業(yè)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前,機器人碼垛正朝著柔性化、多樣化、智能化等多方向全面發(fā)展,追求更高的碼垛速度、更大的作業(yè)空間以及更好的穩(wěn)定性,而控制系統(tǒng)的開發(fā)水平直接決定了上述指標(biāo)的優(yōu)劣?；诖?本文旨在開發(fā)一套適合于碼垛機器人的通用控制系統(tǒng),主要完成了以下工作:

2、
　　首先,根據(jù)碼垛機器人的本體結(jié)構(gòu)和功能需求建立了機器人控制系統(tǒng)的初步方案,基于模塊化的設(shè)計思想將控制系統(tǒng)分成六大模塊,各模塊功能獨立,相互緊密聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上,完成了運動控制模塊的細分工作,提高了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
　　其次,本文對碼垛機器人的運動軌跡進行了詳細規(guī)劃,包括運動學(xué)建模、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化、工作空間分析,重點介紹PVT模式下的碼垛軌跡規(guī)劃,應(yīng)用S型柔性加減速算法規(guī)劃PTP運動,使用改進的三次樣條函數(shù)規(guī)劃碼垛運動軌跡,使

3、得各關(guān)節(jié)速度、加速度平滑連續(xù),保證碼垛運動的平穩(wěn)。
　　然后,建立了硬件控制系統(tǒng)的總體方案,根據(jù)方案完成硬件選型與系統(tǒng)電路設(shè)計工作。根據(jù)軟件需求確定了軟件系統(tǒng)模塊和框架結(jié)構(gòu),完成相應(yīng)的控制程序編寫與人機界面開發(fā)工作。通過簡單的實驗驗證,所設(shè)計的機器人能夠完成碼垛任務(wù),滿足運動要求。
　　最后,針對單機器人的速度瓶頸問題,本文著手探討建立多機器人協(xié)同控制策略,建立了多碼垛機器人的體系結(jié)構(gòu)、通信機制與任務(wù)分配原則,并給出了多機器