鋁錠伺服堆垛機的運動軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、鋁錠堆垛機作為鋁錠鑄造生產線的重要設備，已經成為鋁錠生產中必不可少的裝備之一，而路徑規(guī)劃是堆垛機控制中的一個重要模塊，對堆垛機的運動特性和工作效率具有重大影響。因此，本文提出以最優(yōu)軌跡為研究目標，以蘭州理工大學研制的28t/h的鋁錠堆垛機為研究對象，對其軌跡規(guī)劃進行了優(yōu)化研究。
　　首先，機器人軌跡規(guī)劃方法主要是利用多項式、拋物線、直線插補、三次樣條插值法和圓弧插補等進行軌跡規(guī)劃,通過對這些軌跡規(guī)劃方法的對比研究，發(fā)現三次樣條插值

2、法不僅保留了分段低次插值多項式的各種優(yōu)點，而且還提高了插值函數的光滑性等優(yōu)點。所以，選擇三次樣條插值法規(guī)劃鋁錠堆垛機的運動軌跡，既可以可保證結點處的速度和加速度連續(xù)，也可以使其軌跡平滑，減小了堆垛機在運動過程中對機體的沖擊和振動，大大提高了堆垛機的使用壽命。
　　其次，本文對堆垛機結構進行運動分析，在此基礎上進行軌跡規(guī)劃。通過三次樣條曲線進行堆垛機運行軌跡規(guī)劃，建立垛層坐標系，利用窮舉法求出了路徑最短時抓取點的位置（Z=425mm

3、）。利用三次樣條公式的定義及結合Matalb工具箱，求出了從第一層到第十一層的運動軌跡方程，并用Matalb進行了仿真，得到了鋁錠堆垛機的十一層鋁錠堆垛的運動軌跡。
　　最后，通過規(guī)劃求解出的最短路徑，以時間最優(yōu)做為優(yōu)化目標（第一層堆垛軌跡和第十一層堆垛軌跡為例），選用自適應遺傳算法來求最優(yōu)解。簡單介紹了遺傳算法的原理及實現步驟，根據優(yōu)化目標確定了目標函數和適應度函數，最終來得到遺傳算子。通過基于Matalb遺傳算法程序，基于工業(yè)