周根荣, 姜　平, 钟永彦

(南通大学 电气工程学院，江苏 南通　226019)



码垛机器人运动学分析和控制系统设计

周根荣, 姜平, 钟永彦

(南通大学 电气工程学院，江苏 南通226019)

针对一类关节坐标四自由度码垛机器人，对其机械传动结构进行分析，构建其运动学坐标体系；根据码垛生产特点，运动路径规划采用设定点位法，其中一些点位的脉冲坐标通过示教法直接确定，其余点位脉冲坐标则通过正、反运动学求解获取；为降低运动学求解复杂程度，将三维空间坐标体系的求解，先分解到两个平面坐标中单独进行，然后再加以合成；控制系统以PLC为核心，各轴驱动采用高精度交流伺服系统，通过原点回归确定各轴原点，根据目标点位实时计算各轴运动脉冲数和频率，采用绝对定位驱动方式实现机器人各轴联动；实际运行效果表明，运动学求解复杂程度的降低，提高了系统运算速度和实时性，而绝对定位方式可避免相对方式下的累积误差，从而提高了系统的运动精度。

码垛机器人；运动学分析；伺服系统；绝对定位

0　引言

当前，伴随着人力成本上升、装备产业升级等因素，具有高度柔性制造能力的工业机器人已越来越多应用在生产过程中。码垛机器人是一种应用在生产、物流自动化领域的工业机器人，可按照一定模式，实现物料的搬运、存储和装卸[1]，本文介绍一种四自由度码垛机器人的运动学分析和控制系统设计。

1　机器人结构及运动轨迹

一类关节坐标机器人结构如图1所示，有腰部、大臂、小臂、腕部四个自由度。……