基于現(xiàn)場總線的碼垛機器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、機器人是20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一，而碼垛機器人則是其中廣泛應(yīng)用的代表。碼垛機器人作為現(xiàn)代碼垛系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，它的操作范圍、碼垛速度、穩(wěn)定性和可靠性等工作能力決定了整個碼垛系統(tǒng)設(shè)計的成敗。而其控制系統(tǒng)性能在很大程度上決定了碼垛機器人的性能。一個良好的控制系統(tǒng)要有靈活方便的操作方式，多種形式的運動控制方式和安全可靠性，并且控制性能要能夠滿足工作要求。本文從碼垛機器人的這些特性出發(fā)，在深入研究了現(xiàn)場總線技術(shù)、機器人控制技術(shù)及工業(yè)控制網(wǎng)

2、絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，完整的設(shè)計了這個基于現(xiàn)場總線的碼垛機器人的控制系統(tǒng)。
　　 首先，本文考察了當(dāng)前國內(nèi)外碼垛機器人的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，說明了研究碼垛機器人控制系統(tǒng)的目的和意義。現(xiàn)場總線作為一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。文中概要介紹了常用現(xiàn)場總線的特點、發(fā)展現(xiàn)狀和研究方向，詳細(xì)闡述了本系統(tǒng)中所使用的ETHERNETPo

3、werlink實時以太網(wǎng)的通信協(xié)議、工作原理及通信的實現(xiàn)方法。其次，根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案以及技術(shù)要求完成了碼垛機器人控制系統(tǒng)的總體設(shè)計?？刂品桨敢罁?jù)當(dāng)今最新控制理念，采用貝加萊高性能的PCC（可編程計算機控制器）作為主控制單元。本文詳細(xì)的敘述了PCC系統(tǒng)和伺服驅(qū)動系統(tǒng)的硬件設(shè)計方法，并對系統(tǒng)的控制功能進(jìn)行了說明。控制程序在B&R Automation Studio的環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)，程序主體采用ANSI C語言編寫，軟件設(shè)計采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計

4、方法，自上而下逐步的細(xì)化技術(shù)并分解步驟，將待開發(fā)的軟件系統(tǒng)劃分為若干個相互獨立的模塊，并且每個模塊根據(jù)控制的要求設(shè)置優(yōu)先級，充分體現(xiàn)“分時多任務(wù)”的優(yōu)越性，同時還能保證良好的維護性和清晰的結(jié)構(gòu)。最后，借助于智能控制理論，對碼垛機器人手臂的運行軌跡進(jìn)行了智能優(yōu)化和跟蹤控制，仿真結(jié)果表明，碼垛機器人運行周期的時間明顯縮短，其關(guān)節(jié)都能很好的跟蹤期望軌跡，并具有很好的抗干擾性能。
　　 碼垛機器人控制系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)全部完成，并且實現(xiàn)了系