基于模块化设计的码垛机器人控制系统开发.pdf

《基于模块化设计的码垛机器人控制系统开发.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2012年12月机床与液压Dec．2012第40卷第23期MACHINETOOL&HYDRAULICSVe1．40No．23DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．23．024基于模块化设计的码垛机器人控制系统开发曹波，曹其新，陈培华(上海交通大学机器人研究所，上海200240)摘要：介绍一种在WinCE平台上开发的基于模块化设计的码垛机器人控制系统。该系统的硬件和软件结构都采用模块化设计，各个模块相对独立，互换性好，不同模块的组合可以适用于不同的机器人系统，因此系统具有良好的扩展性。

2、同时，系统的开放性好，开发周期大大缩短，成本降低。关键词：码垛机器人；控制系统；模块化；互换性中图分类号：TP241．2文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)23—090—3DevelopmentofPalletizingRobotControlSystemBasedonModularDesignCA0Bo，CA0Qixin，CHENPeihua(RobotInstituteofShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Aco

3、ntrolsystemofpalletizingrobotwaspresentedbasedonmodulardesign，whichwasdevelopedonWinCEplat—form．Thehardwareandsoftwarearchitectureofthecontrolsystemweremodularindesign．Eachmodulewasrelativelyindependent．Sotheyhavegoodinterchangeability．Thecombinationofdiffere

4、ntmodulescouldbeappliedtodifferentrobotsystems，whichmadethecontrolsystemhadbetterscalability．Thecontrolsystemhasbetteropenness．Itsdevelopmentcycleisshortenedanddevelopmentcostisreduced．Keywords：Palletizingrobot；Controlsystem；Modularization；Interchangeability机

5、器人的控制系统作为机器人的大脑，是决定机运动，为圆柱坐标的R。器人性能的主要因素，主要包括软件和硬件系统。随着机器人技术的发展，机器人更加智能化，更加开放，因此对机器人的控制系统提出了更高的要求。工业机器人控制技术的主要任务是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作时间等。码垛机器人作为一种常见的工业机器人，用于食品饮食、化工等行业流水线上，主要功能是实现各类瓶罐箱包类产品的堆放与码垛。其主要技术特点是：加减速频繁，响应速度快，运动要能够实时规划；操作简单，具有友好的人机交互功能。针对这些

6、技术特点，作者提出了一种安全可靠、反应迅速、具有友好的人机交互的控制系统。1码垛机器人实物介绍文中介绍的码垛机器人为一种四自由度的工业机图1码垛机器人样机器人，是一种解耦型的工业机器人。在机器人工作过2码垛机器人控制系统程中，其第四关节的旋转中心总是垂直于基座平面，2．1控制系统结构设计机器人手爪装在该关节上，如图1所示为其实物样自机器人技术诞生以来，其控制系统的开发基本机。机器人的前3个关节运动为圆柱坐标(R，0，上都是独立的，采用的操作系统、机器人语言和处理)，第4个关节为手爪的旋转运动。第1个关节为腰器都是

7、专用的，开发成本比较高，开发周期较长。随部旋转关节，为圆柱坐标的旋转角；第2个关节为着机器人技术的高速发展，对其控制系统提出了更高上下运动，为圆柱坐标的z；第3个关节为水平方向的要求，要求各种机器人能相互协作，要求更好的操收稿日期：2011—10—22基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)作者简介：曹波，男，硕士研究生，研究方向为机器人控制。E—mail：hbwhhk123@163．COB。第23期曹波等：基于模块化设计的码垛机器人控制系统开发·91·作性，更好的兼容性和开放性。近几年，欧美国家的转角、转

8、速和转矩，并且把这些规划好的参数传递给学者们都在开发具有开放式结构的机器人控制系统。伺服模块，使机器人按照规划好的速度和轨迹运动。这类控制系统是基于模块化的，采用的是标准的总线(4)I／O模块结构，利用网络进行通讯。I／O模块的硬件主要为一些传感器，实时采集I／，文中提出的控制系统采用一种模块化的设计，把O信号。比如，限位开关的信号、报警信号、原点信整个控制系统按照功能分