许 超，邹光明，王兴东，王 黎

1 引言

高阶轨迹规划主要应用在工业机器人、精密机床、微机械等高精密设备中，与二阶梯形速度曲线相比，其运动曲线更加平滑，稳定性大大增加，能够使设备运动中的冲击性和残余振动极大地减小[1-2]。为实现对平板式催化剂装箱效率的提升，改善工人工作状况，降低工人的劳动强度，提高企业的自动化水平和节约其生产成本，因此设计了一种能够使工人避免高强度、高密度作业的装箱自动化设备。该设备包含板材定位装置、搬运机器人装置、自动换箱装置、板材整平装置。其搬运机器人采用成本低，可靠性高，模块化程度高的直角坐标系机器人，x轴和z轴采用同步带传动方式，但考虑到带传动刚性略小[3]，属于柔性件传动，传动部分的刚度大小与伺服控制系统的闭环共振频率点息息相关，带传动很容易出现共振频率点，从而导致机器人在工作过程中的定位和速度跟踪有很大波动，且有可能出现振荡情形，显著增加机械噪音，频繁的快速启、停动作对机械结构的冲击和磨损非常严重，为了能够使平板式催化剂装箱设备在装箱过程中运动快速平稳，运动规划对平板式催化剂装箱作业显得尤为重要。

梯形速度曲线运动主要是加速度突变产生无限大的瞬间冲击量[4]，而高阶轨迹曲线，不管是加速度工作过程还是其他时刻，其冲击值始终是个非突变的数，原理上是高阶运动轨迹过程把伴随冲击释放的能量分散到加速时间段上，从而把对机器损伤程度降到最小。……