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码垛机器人控制系统的设计和实现

时间：2017-12-22 来源：机器人在线阅读：7841

码垛机器人控制系统的设计和实现

在工业自动化生产中，码垛机器人是产线上的重要设备，其工作能力取决于控制系统水平的高低。因此，设计和实现一个状态良好的码垛机器人控制系统对于码垛机器人有着重要的意义。本文主要针对于码垛机器人控制系统的设计和实现开展了以下几个方面的工作:

首先，本文对码垛机器人控制系总体结构进行了分析和设计。本文采用了通用式PC架构作为系统的核心架构，并在此基础上对系统的各个模块进行了选型。

其次，本文利用运动学相关知识和D-H法进行连杆间齐次分析并且建立机器人的运动学方程和逆运动学方程，为后续的轨迹规划建立了基础。

再次，在最优轨迹规划方面，本文中对传统的码垛机器人轨迹规划算法进行了改进，根据码垛机器人作业的特点，引入了R支配理论。在算法中，对于某一层第一步的作业轨迹采用非支配多目标求解算法规划轨迹。对于之后的轨迹则采用基于R支配的轨迹规划算法进行求解，将前一步的轨迹规划的结果作为参考信息输入到当前的轨迹规划算法中，引导轨迹规划算法的求解方向。当轨迹规划算法中，一定比例的个体己经聚集在了参考点的周围时便停止进化，采用优劣距离法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,Topsis)，从当前科群中选择一个合适的解作为结果。因此本文中的改进码垛机器人轨迹规划算法可以结合码垛机器人作业轨迹的特点，节约轨迹规划的时间。

最后，对于本文中码垛机器人控制系统软件架构进行了分析和设计，并结合了最优轨迹规划算法和整体硬件平台架构，采用分层架构原理实现了码垛机器人控制系统。并通过码垛功能试验和重复定位精度实验，验证了本文中控制系统能够达到预期的设计指标，达到使用标准。