码垛机器人控制系统研究

主要以直角坐标码垛机器人为研究对象,以机器人运动轨迹规划作为主要研究目标,实现码垛机器人的控制系统软硬件研究与设计。首先对码垛机器人进行建模和运动分析,根据机器人的运动控制要求,对硬件系统进行设计;其次基于蚁群算法和遗传算法对机器人的运动轨迹规划研究,得到直角坐标机器人码垛工作的最优路径规划,选用西门子S7-1200PLC为主控制器,完成了控制系统的硬件配置、程序设计及运行仿真;最后基于以太网调试分析,多次实验完成对所设计的控制系统的验证。

直角坐标机器人轨迹规划

以直角坐标码垛机器人为研究对象,以机器人运动轨迹规划作为主要研究目标,首先确定码垛机器人的工作路径,依次分析常用三次多项式、五次多项式、梯形速度规划的优缺点;然后再将梯形速度规划的加速度曲线有突变的部分利用正弦函数进行过渡处理,使其变得连续平滑、没有突变,提出基于正弦函数的S型轨迹规划的加速度曲线;最后通过积分方法得出其速度和位移曲线。根据机器人必须经过的5个点,利用提出的S型轨迹规划算法依次得出机器人X、Y、Z轴的轨迹规划公式,再通过MATLAB求出轨迹各部分的若干离散点的三维坐标,利用plot3函数将这些点合成,最终得到机器人末端平稳快速且正确的轨迹。