基于Windows/RTX的码垛机器人控制系统软件设计

发布时间：2021-07-22 03:00

　　物流产业对经济发展的贡献日益突出。码垛是提高物流系统中物资搬运效率和存储利用率的重要手段，使用码垛机器人代替人工码垛已经成为物流行业发展的趋势。码垛机器人可以提高生产效率和产品质量，并提高系统应对新的物流需求的能力。研究具有自主知识产权的码垛机器人对于提高民族企业的竞争力具有重要的意义。本文讨论了码垛机器人的控制系统软件设计。首先分析了码垛机器人在自动化生产线上的应用并分析了其功能需求，然后分析德马物流公司设计的机器人本体机构，推导了机器人的运动学和逆运动学方程，采用S型加减速的速度控制方法实现了在关节空间和笛卡尔空间的轨迹规划算法。码垛机器人是一个实时多任务系统，搭建了控制系统的硬件平台并设计了示教盒的硬件结构后，全面分析了各操作系统的实时性、多任务处理能力、价格后创新性的提出了基于Windows/RTX的实时控制系统方案，它能够充分利用Windows丰富的资源，同时扩展实时模块RTX来满足机器人对实时性的要求以弥补Windows在实时性方面的缺陷。在参考经典的计算机网络OSI模型的基础上，设计了包含接口层、功能层、应用层的控制系统层次化体系结构；并基于机器人控制器开放性设计思想提出... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

发那科并联型机器人Fig.1-1FANUCparallelrobot

Fig. 1-1 FANUC parallel robot串联型机器人种类繁多，大致可以分为：笛卡尔型、龙门起重型和关节型。笛卡尔式码垛机器人（图1-2）以四个自由度（三个移动关节和一个旋转关节）完成对物料的码垛，这种机构的构造简单、刚性强，适用于较重物料的码垛，笛卡尔式码垛机器人具有定位精度高、空间轨迹易于求解、计算机控制简单等优点[12]，但所占空间大、相对工作范围小、操作灵活性差。图1-2 爱普生笛卡尔式机器人Fig. 1-2 Epson Cartesian robot龙门起重架式码垛机器人（图1-3）是机器人手臂安装在龙门起重架上，这种构型使机器人具有较大的工作范围[13]，能够抓取较重的物料。但是需要设计专用的线性导轨，成本高且占用空间较大。

图 1-3 KUKA 龙门架机器人Fig. 1-3 KUKA jet robot器人又分为水平关节式机器人和垂直关节器人(图1-4)以SCARA型为代表，采用两个关节控制末端在水平面内前后、左右运动，机器人结构简单，动作灵活，运动速度快。于装配作业中，特别适合小规格零件的安

【参考文献】：
期刊论文
[1]码垛机器人示教盒系统的设计[J]. 张明勇,言勇华.  机电一体化. 2013 (04)
[2]引领先进制造装备的潮流与变革——国外工业机器人发展概述[J].   军民两用技术与产品. 2012(10)
[3]机器人技术在物流业中的应用[J]. 林兆花,徐天亮.  物流技术. 2012(13)
[4]我国工业机器人产业现状与发展战略探讨[J]. 李宇剑,巢明.  制造业自动化. 2010(15)
[5]物流技术的创新、选择和演进[J]. 魏际刚.  中国流通经济. 2006(03)
[6]机器人示教盒系统研制[J]. 陈珊.  制造业自动化. 2005(02)
[7]码垛技术综述[J]. 胡洪国,高建华,杨汝清.  组合机床与自动化加工技术. 2000(06)
[8]多线程技术的研究与应用[J]. 骆斌,费翔林.  计算机研究与发展. 2000(04)
[9]开放式机器人通用控制系统[J]. 周学才,李卫平,李强.  机器人. 1998(01)

博士论文
[1]基于柔性生产的企业物流系统构建与仿真研究[D]. 钱芝网.江苏大学 2009

硕士论文
[1]基于RTX的MATLAB实时仿真技术研究与实现[D]. 任传俊.国防科学技术大学 2006
[2]基于模型的双臂教学机器人伺服系统的设计[D]. 赵小英.河海大学 2006
[3]基于实时扩展的射频仿真系统实时控制的实现[D]. 赵宇.南京航空航天大学 2006



本文编号：3296302