基于PLC的工业搬运机器人运动控制系统研究
发布时间：2021-01-05 23:01
近些年,随着企业用工成本的不断攀升和我国人口红利的持续削减,各种工业机器人被广泛的使用。通过以工业搬运机器人的运动控制技术作为相关的探究内容,以横河FA-M3型可编程控制器（programmable logic controller,PLC）为基础,研发出一种工业搬运机器人的运动控制系统,解决了当前国内工业搬运机器人运动控制系统具有的可靠性较低、研发成本较高、研发周期较长、拓展性较弱等缺陷。首先对工业搬运机器人的机械结构进行研究,深层论述了机器人运动机构（也就是平行四连杆机构）在运动学方面的机械性能,经过推理得到了其运动学方面的表达式;之后根据机器人在运动学方面的表达式对其进行运动学和动力学方面的仿真;接着,参照工业搬运机器人的机械结构特征,以及它在运动学和动力学方面的相关性能,对于机器人的运动轨迹进行相应的分析,并且在诸多轨迹规划算法里面,选定一个最适合的轨迹规划算法作为机器人在搬运工作过程中的轨迹规划算法,并通过Matlab软件对它在搬运过程中的运动轨迹进行模拟,验证了该轨迹规划算法的可行性;另外,自创一套新的原点回归方法,机器人无需读取编码器信号,可以直接通过直线插补运动来实现原...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
使用场所示意图
第2章工业搬运机器人机械结构及运动学分析-11-围绕一个基准面的中心原点做旋转运动和垂直于基准面两个相互垂直的方向运动。其三，球坐标型，有三个自由度，由两个相互垂直的极坐标系组成，工作空间是一个球形，结构简单，便于操作。其四，关节型，类似于人体四肢关节，它是由多个可以自由运动的旋转连接点组成，结构相对复杂，但是工作范围丰富，操作灵活[32]。不同工业机器人机械结构的形式应用的场所不同。在选用机器人时需要其结构特点进行综合考虑。图2常见的工业搬运机器人结构形式图2.2.2工业搬运机器人机械结构与分析通过对现有的机器人机械结构进行大量的研究与分析，并且与实际工作生产需求相结合，然后对其进行机械动力学分析，最终确定下来工业搬运机器人的机械结构。工业搬运机器人的主体部分就是类似于平衡吊的机械结构。在工业搬运机器人主体部分中，其主要完成运动功能的是手臂部分，它选择了平行四连杆这种结构，如图3，经过一些刚性组件进行连接，在垂直面上具备两个自由度。此类结构具备传递运动、放大运动位移、转变运动位移的特性。在直角坐标系里分析其运动状态，其特点在于不受其他因素的限制，在垂直方向与水平方向能够单独运动，驱动端与运动端的位移具有一定的比例关系，这部分结构的机械特征可以大大提高PLC运算控制效率，确保运动控制完成起来更简单。与开环机构相比，此类机构的另外一个特征就是选用闭环机构，其具备较高的牢固性与机械刚性[33]。图3四连杆结构示意图
第2章工业搬运机器人机械结构及运动学分析-11-围绕一个基准面的中心原点做旋转运动和垂直于基准面两个相互垂直的方向运动。其三，球坐标型，有三个自由度，由两个相互垂直的极坐标系组成，工作空间是一个球形，结构简单，便于操作。其四，关节型，类似于人体四肢关节，它是由多个可以自由运动的旋转连接点组成，结构相对复杂，但是工作范围丰富，操作灵活[32]。不同工业机器人机械结构的形式应用的场所不同。在选用机器人时需要其结构特点进行综合考虑。图2常见的工业搬运机器人结构形式图2.2.2工业搬运机器人机械结构与分析通过对现有的机器人机械结构进行大量的研究与分析，并且与实际工作生产需求相结合，然后对其进行机械动力学分析，最终确定下来工业搬运机器人的机械结构。工业搬运机器人的主体部分就是类似于平衡吊的机械结构。在工业搬运机器人主体部分中，其主要完成运动功能的是手臂部分，它选择了平行四连杆这种结构，如图3，经过一些刚性组件进行连接，在垂直面上具备两个自由度。此类结构具备传递运动、放大运动位移、转变运动位移的特性。在直角坐标系里分析其运动状态，其特点在于不受其他因素的限制，在垂直方向与水平方向能够单独运动，驱动端与运动端的位移具有一定的比例关系，这部分结构的机械特征可以大大提高PLC运算控制效率，确保运动控制完成起来更简单。与开环机构相比，此类机构的另外一个特征就是选用闭环机构，其具备较高的牢固性与机械刚性[33]。图3四连杆结构示意图
本文编号：2959453
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
使用场所示意图
第2章工业搬运机器人机械结构及运动学分析-11-围绕一个基准面的中心原点做旋转运动和垂直于基准面两个相互垂直的方向运动。其三，球坐标型，有三个自由度，由两个相互垂直的极坐标系组成，工作空间是一个球形，结构简单，便于操作。其四，关节型，类似于人体四肢关节，它是由多个可以自由运动的旋转连接点组成，结构相对复杂，但是工作范围丰富，操作灵活[32]。不同工业机器人机械结构的形式应用的场所不同。在选用机器人时需要其结构特点进行综合考虑。图2常见的工业搬运机器人结构形式图2.2.2工业搬运机器人机械结构与分析通过对现有的机器人机械结构进行大量的研究与分析，并且与实际工作生产需求相结合，然后对其进行机械动力学分析，最终确定下来工业搬运机器人的机械结构。工业搬运机器人的主体部分就是类似于平衡吊的机械结构。在工业搬运机器人主体部分中，其主要完成运动功能的是手臂部分，它选择了平行四连杆这种结构，如图3，经过一些刚性组件进行连接，在垂直面上具备两个自由度。此类结构具备传递运动、放大运动位移、转变运动位移的特性。在直角坐标系里分析其运动状态，其特点在于不受其他因素的限制，在垂直方向与水平方向能够单独运动，驱动端与运动端的位移具有一定的比例关系，这部分结构的机械特征可以大大提高PLC运算控制效率，确保运动控制完成起来更简单。与开环机构相比，此类机构的另外一个特征就是选用闭环机构，其具备较高的牢固性与机械刚性[33]。图3四连杆结构示意图
第2章工业搬运机器人机械结构及运动学分析-11-围绕一个基准面的中心原点做旋转运动和垂直于基准面两个相互垂直的方向运动。其三，球坐标型，有三个自由度，由两个相互垂直的极坐标系组成，工作空间是一个球形，结构简单，便于操作。其四，关节型，类似于人体四肢关节，它是由多个可以自由运动的旋转连接点组成，结构相对复杂，但是工作范围丰富，操作灵活[32]。不同工业机器人机械结构的形式应用的场所不同。在选用机器人时需要其结构特点进行综合考虑。图2常见的工业搬运机器人结构形式图2.2.2工业搬运机器人机械结构与分析通过对现有的机器人机械结构进行大量的研究与分析，并且与实际工作生产需求相结合，然后对其进行机械动力学分析，最终确定下来工业搬运机器人的机械结构。工业搬运机器人的主体部分就是类似于平衡吊的机械结构。在工业搬运机器人主体部分中，其主要完成运动功能的是手臂部分，它选择了平行四连杆这种结构，如图3，经过一些刚性组件进行连接，在垂直面上具备两个自由度。此类结构具备传递运动、放大运动位移、转变运动位移的特性。在直角坐标系里分析其运动状态，其特点在于不受其他因素的限制，在垂直方向与水平方向能够单独运动，驱动端与运动端的位移具有一定的比例关系，这部分结构的机械特征可以大大提高PLC运算控制效率，确保运动控制完成起来更简单。与开环机构相比，此类机构的另外一个特征就是选用闭环机构，其具备较高的牢固性与机械刚性[33]。图3四连杆结构示意图
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