搬运机器人控制系统设计.pdf

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1、第l2期机械设计与制造2014年12月MachineryDesign&Manufacture183搬运机器人控制系统设计赵彬，高宏力，张艳荣，孔德松(西南交通大学机械工程学院，四川成都610031)摘要：设计了一种基于嵌入式软PLC的搬运机器人控制系统，利用激光雷达探测物体的形状和方位，伺服电机驱动丝杆螺母机械手抓取物体，压力传感器检测机械手抓取时作用在物体上的压力，四轮全向移动底盘实现机器人在工作区域内各向灵活移动。在软PLC中设置两个独立运行的任务，分别执行主程序和数据处理量较大的物体探测子程序，系统的运行效率和实时性得到保证。实验表明

2、，该控制系统能使机器人准确探测并运送待搬运的物体，多任务的软PLC系统运行稳定。关键词：嵌入式软PLC；搬运机器人；激光雷达；物体探测；压力检测中图分类号：TH16；TP242文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)12—0183—04DesignofTransportRobotControlSystemZHAOBin，GAOHong—li，ZHANGYan—rong，KONGDe—song(SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，SichuanChe

3、ngdu610031，China)Abstract：Thetransportrobotcontrols~temwhichwasbasedonembeddedsPLC∞designed．Laserradarisusedfordetectingthepositionandappearanceofthetargetobject，asel~omotordrivesthescrewtomakemachinehandgrabtheobject，andpressuresensordetectstheforcewhenthemachinehandgrabs

4、theobject，andthefour-wheeledomnidirectionalchass~makestherobotlnoueneatlyintheworkinganTwotasksaresetinthesoftPLCtorunthemainprogro2TI,andtheobjectdetectingprogramwhichhastoprocessH1zl~siyedata，efficiencyandreal-timeofthesystemtireguaranteed．Theexperimentshowsthatthecontro

5、ls~temmakestherobotdetecteandtransporteobjectaccurate，andthemulti-tasksoftPLCs~temrunsstably．KeyWords：EmbeddedSoftPLC；TransportRobot；LaserRadar；ObjectDetecting；PressureSensing编写难度大。设计了一种基于嵌入式软PLC的搬运机器人，用激1引言光雷达探测物体形状并检测距离，伺服电机驱动丝杆控制机械手随着现代工业技术不断发展，以前由人力完成的零部件或的抓取力度，激光雷达、电子

6、罗盘和光电传感器共同完成路径识成品的搬运工作已经逐步由搬运机器人代替完成，提高了企业的别和避障。该系统接口丰富，信息处理速度快且实时『生好，解决了生产效率。在自动化生产线上下料作业中，特别是在有毒有害、易搬运机器人控制系统扩展性能差、硬件结构复杂的问题，可以更燃易爆等恶劣环境内，搬运机器人得到了广泛的应用。自动搬运好地代替人们从事枯燥的搬运工作。机器人不但要准确识别被搬运的物体，还要精确控制机械手与物体的接触力，防止损坏待运的物体㈣。这类应用对控制系统提出2搬运机器人结构设计了更高的要求。机器人底盘为四轮全向驱动结构，可在平面内各向灵活移动

7、，且不容易发生倾倒。机器人正前方安装激光雷达，用于探测物文献I

8、}设计的基于传统可编程逻辑控制器(PLC)的搬运机器体。升降伺服电机的同步轮和立柱顶部的同步轮之间安装同步人工作性能稳定可靠，受传统PLC自身性能的限制，其扩展性和带，机器人手臂固定在同步带的一侧，伺服电机驱动同步带实现兼容性有待提高。视觉引导与定位技术已经成为工业机器人获得手臂的升降。机器人手臂前端为丝杆螺母机械手，由伺服电机驱环境信息的主要手段，文献l引中德国某公司开发的可以对目标进动丝杆控制机械手的动作。行定位和位置调整的机器人搬运系统，采用模板匹配的方法检测物体的位姿，

9、其柔性好错误率低；文献『蜘设计的在线土豆分拣系统3控制系统硬件结构设计也采用机器视觉，实现对畸形个体的快速识别。然而，通过机器视31主控制器觉实现高精度识别，机器人控制系统的硬件