重载搬运机器人的动力学仿真及控制系统设计 (2).pdf
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2022-07-06
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重载搬运机器人的动力学仿真及控制系
统设计
摘要：重载搬运机器人具有节省生产成本、高质量、稳定性和高生产率的优
点，在实际工业生产中扮演着越来越重要的角色。控制系统的重载搬运机器人具
有非线、时变、耦合性的动力学特性。由于不确定性，在重载工况下机械臂关节
连续工作会引起过大能量耗散、性能损失或故障等问题。因此，重载搬运控制研
究和设计系统尤为重要。根据仿真分析动力学，运动关节重载搬运机器人的动力
学稳定特性，耗能程度低，PTP 模式下的运动控制可以按预定路径完成，最后构
建了控制系统仿真平台和控制系统模型。
关键词:重载搬运机器人；动态性能；能量耗散
引言
工业生产中对材料搬运和零件转移等生产链信息的需求越来越大，加快了工
业机器人的发展。自动化机器的开发和智能生产系统的建立为机器人进入车间创
造了条件，并越来越多地取代劳动力的紧张关系，以减轻用工难压力。其应用于
制造业，具有一定的要求和优势，可将传统的大规模生产转变为精细或定制的生
产流程。工业机器人在提高工业生产效率、产品质量和生产信息方面发挥着重要
作用，也利用其独特优势开辟了新的工业生产路线，并在各行业得到应用。
1 慨况
许多国际和国内专家现在都在尝试使用 ADAMS 虚拟模型，进行设计动力学仿
真和控制重载搬运机器人控制系统的动力学仿真，并对典型工况下机器人的工作
力进行了仿真；对主要组件的最大扭力规律进行了仔细的分析。选择驱动电机功
率参数验证，不考虑机器人系统运动关节的能耗。对五自由度重载机器人进行了
研究，说明控制系统的结构、硬件和软件，该系统通过计算和比较确定机器臂的
设计，以满足减速要求；本文针对 ABB 制造的重型搬运机器人 IＲB460。根据其
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