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1、学士学位论文Shandong University Bachelors Thesis论文题目：四自由度码垛机器人控制系统设计姓 名 学 号 20061701027 学 院 控制科学与工程学院 专 业 自动化 年 级 2006 指导教师 2010 年 6 月 1 日山东大学学士论文II摘 要作为物流自动化领域的一门新兴技术，近年来，码垛技术获得了飞速的发展。码垛机器人以其高效、高精度、占地范围小等优势正在快速占领整个码垛行业。特别是西方发达国家几乎完全替代了人工码垛。从“七五”科技攻关开始，我国将工业机器人及应用工程作为研究开发重点之一，实现了中国机器人产业的“从无到有” 。然而，从整体上说我国
2、的机器人产业还很薄弱，机器人的研究依然任重而道远。本文就是立足于此，以具体工程实践为研究背景，进行四自由度码垛机器人控制系统的研究，以实现对码垛机器人的运动控制，满足生产实践需求。论文的主要内容如下：1、在绪论中简要介绍了本论文的研究背景及意义。2、通过分析机器人机械结构，获得机器人的几何模型，通过运动分析，得到运动变换关系式。3、根据码垛控制需求，选择位置伺服控制，并进行相关 MATLAB 仿真。4、以 ACR9000 多轴运动控制器和 MT6100iV 人机界面为核心控制器件进行相关系统硬件线路设计，共分为以下几个部分：相关器件选型、电气线路连接、控制器与伺服信号线路连接、触摸屏与控制器线
3、路连接5、以 ACR View 和 EB8000 为开发工具，分别对下位机程序和人机界面进行开发。其中下位机程序运用 AcroBasic 语言进行模块化编程以实现示教、回零、再现、手动运行、参数设置等功能。上位机通过将相关控件与相应地址相链接实现对下位机的控制。关键词：码垛机器人，控制系统，位置伺服控制，AcroBasic 语言，模块化编程山东大学学士论文IIIAbstractAs a new technology in logistics automation area, in recent years, stacking technology has experienced a rapid
4、 growth. With their high performance, high precision and small area advantages, stacking robots are quickly capturing the entire palletizing industry. Especially in the western developed countries, palletizing robots almost completely replaced the manual stack. Since the tackle hard-nut problems in
5、science and technology during Chinas Seven Five year Plan period,Our country has made torch-plan projects and application of industrial robots as one of the key research and development concentration.China has successfully realized robot industry from nonexistence to pass into existence plan. Howeve
6、r, on the whole, our countrys robot industry is still underdevelopment, robots research is still a long way to go. This article talks about the control system of robot to realize motion control of the robot based on the engineering practice with specific background. Our purpose is to meet the indust
7、ry requirement. Specific content of the article are as follows:1. The introduction of a brief background of this thesis and its significance.2. Through the analysis of the robots physical construction, get a simplified geometric model ,and with kinematic analysis ,get transformation equation of the
8、end effector.3. Choose the way of Servo-position Control to meet the need of the stack.4. Use ACR9000 controller and MT6100iV HMI as the core of control device to design the hardware system. This part is divided into the following several parts: related components selection, electrical wiring connec
9、tions, the connection between controller and servo driver，controller and the HMI5. Using the development software of ACR View and EB 8000 to design the control program and interface of the HMI. The control program is designed by AcroBasic language. We can use the program to realize the function of t
10、each, playback, back home, manual operation, parameters settings and so on. Besides, HMI control the controller by the connection of ActiveX with relevant BIT address.KEYWORDS :stacking robot，control system，servo-position control，AcroBasic language ， modular program目录山东大学学士论文IV第一章 绪论 .11.1 研 究背景 .11
11、.2 国内外发展现状 .21.3 论文研究意义和目的 .21.4 本文主要研究内容 .31.5 本章小结 .3第二章 码垛机器人机械结构及其运动学分析 .42.1 码垛机器人的机械结构 .42.2 运动学分析 .52.3 本章小结 .7第三章 伺服控制方式选择及仿真 .83.1 伺服驱动系统要求 .83.2 AC 伺服电机工作原理 .83.3 伺服控制方式选择 .93.4 位置伺服系统 .103.5 机器人 MATLAB 仿真 .113.6 本章小结 .13第四章 硬件控制系统设计 .144.1 硬件系统控制结构 .144.2 主要控制部件选型 .144.3 通信线路连接 .164.3.1 触摸屏与 ACR9000 的连接 .164.3.2 ACR9000 与伺服驱动器之间的连接 .164.3.3 其它信号线路 .184.4 电气线路连接 .184.5 本章小结 .18第五章 软件系统设计 .195.1 下位机软件开发 .195.1.1 ACR View 开发环境介绍 .
