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五自由度码垛机器人控制系统设计
黄文焕’,戚佳金,黄南天’,李琰
.吉林化工学院,吉林;.哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,哈尔滨
摘要:本文首先针对五自由度机器人的工作特点和工作环境,对机器人的操作系统和控制器进行选
择,确定了控制方式。接着详细介绍了整个控制系统的组成部分及相应的功能,设计了几种工
作模式,并针对各种工作模式编辑了控制软件,最后针对工作过程中可能出现的一些故障给出
了相应的解决方案。
关键词:码垛机器人;运动控制;控制系统;模块化设计
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:———

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月‘吾。系统是由时间驱动的,它能对来自外界的作用信号
在限定的时间范围内作出响应,它强调的是对外界
近年来,随着生产生活节奏的加快,自动化技
输入信号处理的实时性、可靠性和灵活性。实时操
术呈现加速发展的趋势,自动化仓库和自动化柔性
作系统可与嵌入式系统相结合组成嵌入式实时操作
生产线进入发展与普及阶段。码垛机器人以其在机
系统,嵌入式实时操作系统是实时操作系统中功能
械结构、适用范围、设备占地空间、灵活性、成本
最强大的一种,可应用在实时性要求极高的控制系
以及维护等方面的优势使其应用渐为广泛,并成为
一统中,嵌入式实时操作系统具有规模小、可固化使
种趋势。。目前,码垛机器人已广泛应用于医药、
用以及实时性强的特点,在目前的嵌入式应用中越
石化、食品、家电以及农业等诸多领域。
来越广泛,特别是在功能复杂、系统庞大的应用中
传统的工业机器人系统,控制器多采用工业控
显得尤为重要。嵌入式系统可充分发挥位的
制计算机,由于体积庞大、运行中不宜受振动、
功耗高等原因,已经开始被最近几年急速发展的嵌多任务潜力,有利于提高系统的运行速度,可提高
系统运行的可靠,外部的干扰只能造成若干进程
入式系统所取代。为此本文将
中的一个被破坏,并且可以通过系统监控进程对其
对控制系统设计及功能设计进行研究。
进行修复。
控制方案的确定现在生产生活节奏加快,码垛机器人要能够快
.操作系统及微控制器的选择速可靠地完成工作,因此不仅要求其控制系统实时
性强、运算速度快、可靠性高,而且由于码垛机器
目前广泛使用的有种操作系统:批处理操作
人控制系统可以与监控系统相连,需要实时与监控
系统、分时操作系统以及实时操作系统。实时操作
收稿日期:——
作者简介:黄文焕一,男,副教授,主要从事过程控制领域的研究。
第的卷第期—
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系统进行信息交互并可分开独立运行,所以要求码具体控制过程是:码垛机器人控制系统接受上
垛机器人的控制系统应具有体积小、重量轻、功耗级控制系统的路径信息或目标物体方位信息,然后
低的特点,因此经分析确定,选用实时嵌入式系统在笛卡儿空间中进行路径规划,并进行优化取舍,
方法设计码垛机器人控制系统。以选取能耗最小或关节移动量最小的最优路径,然
目前微处理器广泛应用在/位嵌入式后在规划完成的路径上选取足够多的点