基于PLC的新型工业码垛机器人控制系统设计

码垛技术作为现代物流自动化领域中的一门新技术,其随着我国科学技术的高速发展,也实现了技术的更新与升级。码垛机器人的运用为企业节约了大量的人力,降低了企业运营成本,提高了企业服务的效率,具有十分重要的社会意义。本文就主要分析了基于PLC的新型工业码垛机器人控制系统的设计,根据码垛机器人的工作流程和企业的实际需求,设计出人机交互的操作界面,以提高码垛机器人控制系统的稳定性和可靠性,更好的满足企业生产实际的需求。     

基于RobotStudio的码垛机器人控制系统设计

【目的】通过对码垛机器人的控制系统进行优化设计,提高码垛机器人控制系统功能的合理性、高效性和便捷性,使码垛系统协调、合理地流畅运行。【方法】课题组选取智能制造系统中执行单元码垛机器人的控制系统为研究对象,依据智能制造体系中码垛机器人的作业任务,设计了码垛系统的布局和控制流程,采用RobotStudio软件中的Smart组件设计了系统的I/O信号控制逻辑、传送带控制逻辑以及吸盘工具的控制逻辑,并对码垛系统进行搭建与仿真,通过码垛系统仿真运行可得机器人末端执行器的运动轨迹和轨迹点坐标值,验证码垛机器人控制系统功能的合理性、高效性和便捷性。【结果】该控制系统能够较好实现左右码垛任务,具有稳定性、安全性和高效性。【结论】将优化后的码垛机器人控制系统应用于智能制造生产体系中,可实现高品质和高效率的智慧生产,系统应用前景广阔。     

一种用于挡风玻璃翻转码垛的机器人

在乘用车整车厂总装生产线，零部件需要从物流区配送至各目标工位，其中挡风玻璃的配送由AGV完成，事先需要两名作业人员将挡风玻璃从包装箱内取出，经人力逐片翻转码垛在AGV上；该作业重复性高、劳动强度较大，存在利用自动化解决方案的必要性。本文基于该需求，设计了一套基于直角坐标的机器人，经论证分析，表明该装置可以实现挡风玻璃从包装箱内到AGV上的搬运、翻转和码垛等自动化作业。     

应用于茶叶罐分拣的码垛机器人最优关节空间控制

针对茶叶罐分拣生产线的高效率运动控制,提出一种码垛机器人最优关节控制方法。首先,设计茶叶罐分拣码垛机器人生产线的三维模型,根据拉格朗日方程推导出机器人动力学模型,明确模型的输入输出关系。进而,利用萤火虫算法的寻优优势对码垛机器人进行运动学反解,并引入NUBRS曲线平滑处理经五阶多项式插补的轨迹。最后,设计快速连续非奇异终端滑模控制器来实现关节空间内的高精度轨迹跟踪控制。研究结果表明:与滑模控制和反步法控制相比,本文控制器具有更高的控制性能;萤火虫算法能在0.37 s内求解机器人反向运动学,结合五阶多项式插补法与NUBRS曲线能获得光滑柔顺的参考关节轨迹;本文控制器能有效抑制集总干扰力矩影响,保证机器人关节空间内轨迹跟踪精度。     

城市园林自动修剪机器人动力学仿真研究

园林修剪的意义在于提升整体城市绿化与规划水平。为此,在深入理解城市园林自动修剪机器人的整体结构与工作原理的基础上,结合机构部件的运动学规律,得出修剪机器人的动力学理论模型,并根据修剪机器人各关节的工作空间,通过驱动函数与下位机程序控制,开关量输出至修剪机器人各运动执行部件开展修剪仿真作业试验。结果表明:利用机构的运动定位与补偿功能,可实现修剪机器人各关节作业定位的准确性,定位误差控制在6%左右;不同轨迹跟踪,多次目标函数优化,便于掌握各关节臂的运动角度与作业过程中的扭矩变化情况,了解自动修剪机器人实际运动轨迹及各主要执行关节扭矩与剪切力,可为相似修剪机器人的开发与改进提供一定思路。     

小型码垛机器人机械手抓取装置设计

详述在化工、饮料、食品、啤酒、塑料等自动生产线上可使用的码垛机器人抓取装置的分析及设计过程.依据码垛工作对机械臂的性能要求,对原有部件进行设计改进,通过改进其连杆机构并增设两个气缸带动移动板完成抓取工作,同时设置缓冲垫,对货物进行缓冲,解决现有码垛机器人存在的对货物抓取效果较差的问题,节约了人力成本.     

4自由度含局部闭链式码垛机器人动力学优化设计

提出一种4自由度含局部闭链式码垛机器人动力学优化设计方法。在建立其刚体动力学模型的基础上,提出在目标轨迹及确定运动规律下,以机器人大臂与小臂关节驱动力矩基于目标轨迹上的最大值最小作为动力学优化目标。在此基础上,构造有约束的多目标优化问题,并利用理想点法将该多目标优化问题转化成单目标优化问题加以解决。工程实例证明利用所提方法优化后得到的机器人尺度参数,能够使机器人在目标轨迹上的动力学性能明显改善,大臂与小臂关节驱动力矩峰值降幅分别为9.782%和8.207%,说明优化方法合理、有效。     

智能码垛机械手控制系统的设计

随着科技的进步,机器人的应用越来越广泛,基于传感器、PLC和伺服技术,机器人在各行各业中发挥重要的作用。本文从码垛机械手系统的基本组成和基于PLC的控制系统2大模块对智能码垛机械手进行介绍。在软件设计中,重点强调了伺服电机的控制要点,最后,对智能码垛机械手控制系统进行调试和分析。该设计对智能码垛机械手的后续开发工作奠定了良好的理论基础,起到了一定的指导作用。     

码垛机器人运动动力学分析

未来市场发展，工业化进程会不断加深。码垛机器人有比较合理的运动动力学特性，被广泛应用。以技术为核心，码垛机器人向着智能化方向发展，力学分析是机器人设计的重要环节。以码垛机器人的Z轴升降机构动力学分析为主，对机器人整体进行了研究，并进行了相关计算，验证了Z轴方向受力的合理性。      

新型工业码垛机器人的轨迹规划研究

随着我国智能化技术的发展速度不断加快,工业机器人在我国各大工厂的生产运用程度越来越高,其中,码垛机器人正朝着智能化、高速化、低能耗以及高效率方向发展,为工业化生产提供了良好的技术支撑,码垛机器人在实际的技术层面还需要完善。文章针对我国新型工业码垛机器人的轨迹规划问题进行了详细的分析和探讨,以期不断提高码垛机器人的工作准确度。     

基于ADAMS和Solidworks软件对码垛 机器人运动响应特性分析

本文主要利用三维建模软件Solidworks建立码垛机器人原型样机设计,针对10kg码垛机进行快速响应特性分析,然后联合机械系统动力学软件ADAMS进行运动仿真得到运动仿真数据,实现码垛机器人带动负载的快速响应。     

一种全自动化肥包装码垛机码垛控制单元的设计

提出了一种机构简单、高效安全的码垛控制单元的设计方法,采用多种检测元件,基于PLC控制技术、变频器技术等多种优良控制技术,并采用了先进的触摸屏技术,完全满足了全自动包装码垛系统对码垛控制系统的控制要求。同时,简单介绍了全自动包装码垛系统的整机特点,详述了码垛控制系统的组成结构、控制流程和界面设计。本设计系统机组传动性能优良、响应速度快、操作效率提高,并达到了节能、降耗、增效的目的。     

基于CAM/CAE的采摘机器人运动轨迹控制研究

为适应现代农业装备向精细化、智能化方向,更为准确地掌握采摘机器人作业过程中的实时运动轨迹,不断提升采摘机器人的作业效率,以6自由度的采摘机器人机械臂为研究对象,在全面理解采摘机器人结构组成及作业原理的基础上,运用运动学与动力学相结合的理论模型,通过对其进行三维实体建模,优化整体臂体结构及控制系统的软硬件组成、臂体运动学求解算法及关键参数控制要求等。同时,利用CAM/CAE分析工具进行模拟仿真验证,结果表明:通过不断调整运动部件与作业环境间的相互关系,实现了采摘机器人臂体的运动轨迹跟踪控制,臂体的各个执行部件运动位置误差范围控制在10%之内,达到了机器人自主采摘的控制要求。这一控制研究可为采摘机器人其他相关部件研究与改进提供参考。     

码垛机器人的研究与应用现状

由于仓储物流行业的发展十分迅速,自动化立体仓库得到了广泛的应用,码垛机器人技术在解决劳动力不足、提高劳动生产效率、降低生产成本、降低工人劳动强度、改善生产环境等方面具有很大潜力.国外从20世纪60年代开始研究工业机器人,码垛机器人也得到了广泛的应用.随着堆垛技术的应用不断深入,大量人力劳动逐渐被机器人取代.     

机械手臂结构设计与性能分析

工业机器人具有工作空间大、结构紧凑、灵活性好等优点,但工业机器人机械臂的串联结构形式使其整体刚性存在不足。机器人的末端负载完全由关节处的伺服电机分担,增加了机械臂的驱动功率及能耗。针对上述问题提出一种具有机械手臂的机器人结构,机器人大臂和小臂采用平行四边形框架及对角线驱动的结构形式,利用平行四边形框架平衡外部弯矩作用。仿真结果表明,与工业机器人相比,在仅有外部重力负载作用时大臂的驱动功率可以降低20%~80%,小臂的功率与工业机器人相当;在仅有外部弯矩作用时,无需消耗电机的驱动功率,从原理上降低了机械臂的驱动功率及能耗。此外,对机器人整体刚度进行计算,计算结果表明,此机器人的整体刚度优于工业机器人,有利于提高机器人在搬运、码垛等作业中的负载能力。     

机械手臂结构设计与其性能分析

工业机器人具有工作空间大,结构紧凑,灵活性好等优点,但工业机器人机械臂的串联结构形式使其整体刚性存在一定不足。机器人的末端负载完全由关节处的伺服电机分担,增加了机械臂的驱动功率及能耗。针对上述问题提出一种具有机械手臂的机器人结构,机器人大臂和小臂采用平行四边形框架及对角线驱动的结构形式,利用平行四边形框架平衡外部弯矩作用。仿真结果表明,与工业机器人相比,在仅有外部重力负载作用时大臂的驱动功率可以降低约20%~80%,小臂的功率与工业机器人相当;在仅有外部弯矩作用时,无需消耗电机的驱动功率,从原理上降低了机械臂的驱动功率及能耗。此外,对机器人整体刚度进行计算,计算结果表明,此机器人的整体刚度优于工业机器人,有利于提高机器人在搬运、码垛等作业中的负载能力。     

体感操控多臂棚室机器人作业决策规划算法研究

针对目前棚室内机器人作业分析算法智能性不足、准确作业率较低,且一次巡航过程只能进行单一作业,存在使用效率不高的问题,提出了一种搭载在三臂棚室机器人上,基于体感操控作业的决策规划算法,用Kinect采集含操作人员位姿信息的深度图像,结合随机森林统计学习理论和基于高斯核函数的Mean shift算法,确定了代表人体位姿的20个关键骨骼点坐标,在此基础上提出了一种基于模式切换的三臂映射关系,将骨骼点信息映射到机器人工作空间,使人的两只手臂能自如的控制三臂机器人,在一次巡航中完成多种棚室作业;此外,还提出了一种结合骨骼追踪技术和YCb Cr颜色空间的手势特征分割方法,实现了用手势控制机器人末端执行器作业。最后,搭建了用于测试体感决策算法的三臂机器人样机,进行了针对该决策算法的精确性试验,根据试验误差数据对肩部关节夹角采用离散化取值识别,解决了肩部关节识别误差,结果表明:测试者被捕捉到的关节处夹角和机器人对应关节夹角的最大映射误差为1.90°,上位机发送夹角值与机器人实际转动的夹角值最大误差为0.80°,在误差允许范围内,同时在该精度下完成一套采摘加喷施作业指令,平均耗时13.34 s,且操作者还可通过体感操控训练进一步提高机器人作业性能,表明该算法具有准确性和实用性。     

轮式食品码垛机器人结构设计

为了研究一种可以灵活移动、能实现定角度摆臂的箱装食品码垛机器人,采用了理论分析和三维软件设计相结合的方法。首先,对机械臂运动、车体移动和末端执行器进行了总体方案设计;其次,对车体进行了运动学分析,建立了车体的运动学方程,求出了车体转动半径,验证了车体运动方案;再次,对同步带传动、丝杠传动、轴、轴承、槽轮机构等零部件进行了设计计算,并基于SolidWorks三维设计平台,完成了拨盘、槽轮、车体等83个零部件的三维造型设计;最后,基于SolidWorks装配设计平台,完成了机器人的总体装配设计,经过干涉分析、间隙验证和孔对齐评估,结果表明,该设计方案合理,满足了设计要求,能够实现小半径或零半径转动以及90°定角度摆臂作业。     

一种智能采摘机器人的电控系统设计研究

为进一步提升我国农业采摘的作业效率及实现采摘装备的深度智能化,针对通用型采摘机器人的电控系统展开研究。以采摘机器人的作业原理及核心部件组成为设计基础,搭建电控系统输入参数与机构组件执行之间的数学模型,进行电控系统的软件功能优化与硬件配置实现。同时,展开基于电控系统设计优化的采摘机器人整机作业试验,结果表明：采摘机器人的系统动作响应迅速,系统响应率与采摘成功率分别可达98.53%及96.40%,结构协调度良好,实现了综合采摘效率相对提升5.69%的设计目标,且各采摘机构及装置运行稳定,具有较强的实践与推广价值。     

ABB机器人码垛编程优化仿真设计

ABB机器人码垛节省了劳动时间和劳动强度,提高了作业效率和准确率。本研究介绍ABB机器人工具的搭建、码垛程序的仿真优化设计,为工业机器人应用在码垛领域提供理论依据。仿真结果表明,该设计能满足码垛工艺流程,验证了程序的正确性,提高了垛型数据的利用率,减少了示教时间和复杂度,降低用户工作量。