袋裝水泥裝車機器人控制技術研究.pdf

1、針對國內水泥生產企業(yè)在袋裝水泥裝車過程中的工作環(huán)境惡劣、工人勞動強度大、生產效率低等問題，以及裝車過程中的高速、重載、工作空間大等方面要求，提出一種新型袋裝水泥裝車機器人機構。在機構運動學、軌跡規(guī)劃、動力學等理論分析的基礎上，搭建了機器人控制系統(tǒng)，研究了機器人裝車過程控制技術，開發(fā)了控制軟件，實現(xiàn)了機器人自動裝車過程控制。
　　根據(jù)功能需求分析，提出了袋裝水泥裝車機器人整體結構方案及機械手結構，通過 SolidWorks軟件建立機

2、器人三維結構模型，確定了機構尺寸參數(shù)，研究了裝車機的整體運動方案和機械手部分的運動規(guī)律，進行了機械手運動學分析，得出運動學正逆解模型。
　　以高速、平穩(wěn)運動為目標確定了機械手運動方案，進行了機械手運動軌跡規(guī)劃。基于關節(jié)空間和直角坐標空間軌跡規(guī)劃方法，以及多項式插值法對運動軌跡進行規(guī)劃，得到機械手運動過程中各關節(jié)的驅動函數(shù)，并通過 MATLAB軟件進行仿真，分析了方案的合理性。
　　基于拉格朗日方程建立了機械手動力學模型，利用

3、 ADMAS軟件進行了機械手運動過程中動力學仿真，分析各關節(jié)轉矩變化情況，并進行了伺服電機選型。針對在機械手運動過程中出現(xiàn)的因軌跡變化產生的電機轉矩變化的問題，提出了配置飛輪的解決方案，有效提高了伺服電機控制的穩(wěn)定性。
　　基于上述理論分析，進行了裝車機械手控制系統(tǒng)硬件組態(tài)，搭建了基于三菱Q系列 PLC+Motion CPU模塊的控制系統(tǒng)。研究了8軸聯(lián)動的運動控制、連續(xù)軌跡控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g，開發(fā)了裝車機器人控制程序，實現(xiàn)了裝車