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基于PMAC的混联码垛机器人研制.doc
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基于PMAC的混联码垛机器人研制.doc
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摘 要: 根据串联机构和并联机构的特点,并根据搬运机器人的性能要求,设计了一种四自由度混
联码垛机器人, 然后分析了该机器人的运动学特性, 求出其位置正反解析解,给出了机器人码垛的路径
规划。控制系统采用工业PC( IPC)作为主计算机,利用分布式二级控制结构实现系统的监控和作业管
理,协调各关节的运动,准确地跟踪轨迹规划。最后针对普通示教再现作业方式,提出了码垛机器人
离线编程方法,重点对搬运机器人离线码垛过程进行了研究,自主开发了机器人控制软件.实际使用结
果表明,所研制的机器人已能满足物流自动化系统中码垛的需求.
关 键 词:码垛机器人; 运动学分析; 控制系统; 离线编程; 物流自动化;
Developing of mixed-connection palletizing robot Based on PMAC
Abstract : According to the characteristics of series and parallel mechanism, a novel mixed-connection
palletizing robot was designed based on the functional requirement. The kinematic characteristic was
investigated and the closed-formed solutions of both the inverse and direct kinematics were developed, the
palletizing path planning is given in this part. Control system uses industrial PC(IPC) as its main computer
and uses two classes distributed control structure to realize system monitoring and operation management.
Main computer harmonizes the movement of every joint and traces path planning accurately. The off-line
programming methods of palletizing robot is presented in the way teaching and playback, the processing of
stacking is researched especially, controlling software of the robot is developed. The applications prove that
the robots can meet the demands of palletizing in logistics automation.
Key words: palletizing robot; kinematics analysis; control system; off-line programming; logistics
automation;
1. 引言
码垛机器人实质上是一种通用的工业搬运机器人,是物流自动化系统中必不可少的单机设备.随
着国内经济的快速发展,物流自动化技术在国内方兴未艾, 机器人码垛以其柔性工作能力、占地面积
小、码垛速度快、码垛效果好的优点赢得广大用户的青睐,因此开发高性能、低成本、具有自主知识
产权的码垛机器人将有广阔的市场前景.
依据这种市场特点,我单位自主开发了码垛搬运机器人, 该机器人采用混联机构,该机构在具有
并联机构的刚度大、速度高的特点同时还具有串联机构较大的工作空间优点。在控制系统的设计上,
以开放式的DSP多轴运动控制卡PMAC作为核心,控制软件的开发平台采用Windows 2000,以面向对象的
VC++作为上位机系统开发工具,从而在硬件和软件上保证了所研制的机器人具有较高的开放性和先
进性.
2. 混联码垛机器人的机械结构
码垛机器人的操作对象为用编织袋或纸袋包装的物品、箱类物品、块状物品。每件物品重量可达
120kg,码垛能力可达到 1200 件/小时。如图 1 所示,该机器人机构主要由三大部分组成:腰部、并联
部分以及腕部;腰部是整个机构的基础,驱动其余部分绕腰部旋转轴回转;并联部分为该机器人的手臂,
固定在腰部上,在该部分内小臂通过前大臂、后大臂与导轨滑块铰接在一起。通过滚珠丝杠的驱动实
现小臂位姿的调整。 腕部安装在小臂上。
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