供应重载型行走轨道机器人码垛机设备 帕斯科山东机器人科技公司

用途：

搬运、码垛

负载：

120-180KG

轴数：

4-6轴

机器人行走轨道是一种为机器人的行走设计的一种产品，使用行走轨道可以延长机器人的工作行程。机器人行走轨道也称为机器人第七轴、机器人导轨等。在焊接、搬运、机械加工等行业领域都有应用。

机器人轨道主要包括轨道基座、安装机械手的移动托盘、控制系统及安全防护装置。机器人安装在轨道上，使用电机驱动，具有重得定位精度高、响应速度快、运行平稳等特点。在设计轨道的时候我们添加了防尘罩，用来保护导轨、直线轴承以齿条等运动部件，增长了机器人行走轨道的使用寿命。

在设计机器人行走轨道的时候，我们需要根据工业机器人的本体重量、载重、底座尺寸来设计机器人行走轨道的整体结构，并选配适合的电机，所以不同的机器人配的轨道的价格也有所不同、一般来说国产的焊接机器人行走轨道价格要低一些，而国产的搬运机器人因为载重较重，所以价格要高。

随着社会生产力水平的不断提高,物料搬运领域对搬运负载以及搬运效率提出了越来越高的要求,因此高速重载码垛机器人得到了越来越广泛的应用。但是随着负载的增大和速度的提高,传统的控制方法难以满足定位精度要求,而传统的轨迹规划方法也带来了能耗过高的问题,这些问题的出现给机器人的轨迹规划和控制方法提出了新的挑战。针对这种需求,本文以自主开发的双平行四边形码垛机器人为研究对象,从码垛机器人实际工况出发,开展高速重载码垛机器人能耗最优轨迹规划及运动控制研究,提出了一种高速重载码垛机器人能耗最优轨迹规划方法及模糊滑模变结构控制方法,搭建了基于EtherCAT总线的码垛机器人运动控制实验系统,对能耗最优轨迹规划方法及控制方法的有效性进行实验验证。首先,本文运用几何法建立了码垛机器人的运动学模型,得到其运动学正逆解以及雅可比矩阵;采用第二类拉格朗日方程建立机器人的刚体动力学模型,并考虑关节柔性进一步建立了机器人的刚柔耦合动力学模型;采用ADAMS建立了机器人的虚拟样机模型,分析并验证了机器人运动学和动力学模型的准确性,为后续轨迹规划和控制算法设计奠定了基础。其次,从节能角度提出了机器人运行速度不降低前提下的能耗最优轨迹规划问题,建立了相应的力矩及始末点约束,并将其转化为数学问题;运用四阶R-K方法和多重打靶法对该问题进行数值求解,得到了能耗最优轨迹,并通过仿真验证了其有效性。针对固定垛型以及机器人实际运行工况,对码垛起始点进行优化选取,得到了使得整体码垛过程能耗最低的起始点,并分析了起始点位置与整体能耗大小之间的关系。再次,根据机器人系统强耦合性、时变性和不确定性的特点,结合模糊控制和滑模变结构控制的优点,提出了模糊滑模变结构控制方法。该方法使用状态反馈的形式估计末端位置以解决末端无法得到直接反馈值的问题。最后引入摩擦补偿以减小关节摩擦对机器人快速启停性能的影响。最后,搭建了基于EtherCAT总线的码垛机器人运动控制实验平台,开展了机器人关节摩擦模型辨识实验,得到了较为准确的关节摩擦模型,并开展了机器人能耗最优轨迹规划和控制性能测试实验。实验结果表明,控制系统的重复定位精度能达到±0.154mm,轨迹跟踪精度能达到±0.160mm,精度指标接近国外先进码垛机器人指标,验证了控制算法的有效性;能耗最优轨迹下实际能量消耗较七次多项式轨迹降低了15.308%,说明了能耗最优轨迹规划方法的有效性。

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