基于DELTA機(jī)構(gòu)的高速并聯(lián)裝箱機(jī)器人.pdf

1、并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，即定平臺和動平臺通過至少兩個獨(dú)立的運(yùn)動鏈相連接，機(jī)構(gòu)具有兩個或兩個以上的自由度，并通過并聯(lián)方式驅(qū)動的一種閉環(huán)機(jī)構(gòu)。并聯(lián)機(jī)器人末端執(zhí)行器的運(yùn)動是經(jīng)過復(fù)雜精確地運(yùn)算實(shí)現(xiàn)的，無需固定導(dǎo)軌進(jìn)行導(dǎo)向，是通過空間多桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動的。
　　DELTA機(jī)器人屬于并聯(lián)機(jī)器人的一種，其并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有少自由度空間，機(jī)器人動平臺質(zhì)量輕并且相對靜平臺完成三維平動。系統(tǒng)基于DELTA結(jié)構(gòu)，進(jìn)行一種三自由度并聯(lián)裝箱機(jī)器人的機(jī)電一體化設(shè)計，實(shí)現(xiàn)

2、對傳送帶上的筒子紗快速地抓取和裝箱操作，從而減輕人的參與，并提高包裝生產(chǎn)效率。本文根據(jù)筒子紗的裝箱打包工藝，從包裝線設(shè)計，DELTA機(jī)器人機(jī)械設(shè)計分析、機(jī)構(gòu)位置分析、控制系統(tǒng)選型，軟件系統(tǒng)設(shè)計和最終調(diào)試等方面進(jìn)行了研究，并制作物理樣機(jī)模型，取得了較好的研究成果。
　　本文總體介紹筒子紗裝箱生產(chǎn)線的方案設(shè)計，詳細(xì)闡述了以DELTA并聯(lián)機(jī)器人為核心的裝箱系統(tǒng)設(shè)計，重點(diǎn)介紹了DELTA機(jī)器人控制系統(tǒng)中軟件控制算法設(shè)計，針對系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)

3、鍵技術(shù)進(jìn)行以下方面的研究:
　　1、根據(jù)錐形筒子紗的裝箱工藝，詳細(xì)分析筒子紗裝箱的工作需求，在總結(jié)歸納多種方案的基礎(chǔ)上，提出一套速度快、成本低，柔性好、功能齊全以及系統(tǒng)集成度高的方案設(shè)計，即以DELTA高速并聯(lián)機(jī)器手為核心，輔助以開箱、傳送、封箱、稱重和噴碼為一體的設(shè)計方案。
　　2、對DELTA并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，通過對機(jī)構(gòu)進(jìn)行正反解，建立系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)模型，在正確計算位置坐標(biāo)的基礎(chǔ)上求解動平臺的可達(dá)位置空間，并且根據(jù)筒

4、子紗裝箱工作的抓放需求，確定DELTA機(jī)器人末端動平臺執(zhí)行器的運(yùn)動路線，從而確定各機(jī)械部件在操作空間中的位置關(guān)系。
　　3、根據(jù)DELTA并聯(lián)機(jī)器人的系統(tǒng)控制需求，設(shè)計了基于“工控機(jī)+基于PCI總線運(yùn)動控制卡”的數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺，構(gòu)建了“工控機(jī)+運(yùn)動控制卡+馬達(dá)驅(qū)動器+交流伺服電機(jī)+增量式旋轉(zhuǎn)編碼器”的閉環(huán)硬件控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信號處理，交流伺服電機(jī)驅(qū)動配置和數(shù)控系統(tǒng)的搭建。
　　4、中央處理器選用VisualStudio2

5、005作為軟件開發(fā)平臺，采用C語言進(jìn)行控制算法和驅(qū)動程序的編寫。軟件控制系統(tǒng)的特色是采用模組化設(shè)計，文中詳細(xì)介紹各個模組的作用以及模組之間的相互調(diào)用。各個模組功能界定清晰，最大限度提升了系統(tǒng)在功能上的移植性和可擴(kuò)展性。在路徑規(guī)劃設(shè)計中，詳細(xì)解析多種運(yùn)動軌跡的速度規(guī)劃算法，設(shè)計了“紅綠燈自主式速度規(guī)劃”算法，簡單高效地解決路徑規(guī)劃中速度根據(jù)剩余路徑進(jìn)行實(shí)時響應(yīng)處理的問題。
　　5、在上述理論研究基礎(chǔ)上，研制出基于DELTA機(jī)構(gòu)并聯(lián)機(jī)