四自由度碼垛機器人控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

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1、去種故＊著Ｕ是ＮＩＶ巨ＲＳＩＴＹＯＦ巨ＬＥＣＴＲＯＮＩＣｓｃＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＶＯＦＣＨＩＮＡ專業(yè)學(xué)位碩±學(xué)位論文ＩＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ＇?。墶鲂呢氁粒崳姡荩壡桑崳姡海保墸保崳姡觯崳姡ǎ壵撐念}目四自由度碼操機器人控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)專業(yè)學(xué)位類別工程碩壬學(xué)號＇２０１３２２１９０３３８作者姓名戴驗賢＾—？指導(dǎo)教師李波教授＇?。崳姡牐浚崳姡?，Ｊ－，＇—－；；＊－，獨創(chuàng)性聲明

2、本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究王作。及取得的研究成果據(jù)我所知，除了義中特別加擬標(biāo)注和致謝的地方夕ｈ論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明井表示謝意。一作者簽名：錢弓隻咳日期（年６巧３Ｈ論義使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論義的規(guī)定，有權(quán)保留并向閨家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被査閱和借閱。本人授化電子科技火學(xué)可

3、Ｗ將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論。文（保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵）巧此規(guī)定＂＾—作者簽：３：名導(dǎo)名Ｉ安若師簽ｔ而＾凌＾（。養(yǎng)期：八円Ｈ年月２分類號密級注1UDC學(xué)位論文四自由度碼垛機器人控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)（題名和副題名）戴駿賢（作者姓名）指導(dǎo)教師李波教授電子科技大學(xué)成都（姓名、職稱、單位名稱）申請學(xué)位級別碩士專業(yè)學(xué)位類別工程碩士工程領(lǐng)域名稱電子與通信工程提交論文日期2016.03.01論文答辯日期2016.05.24學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)2016年06月答辯委

4、員會主席評閱人注1：注明《國際十進(jìn)分類法UDC》的類號。FOURDOFPALLETIZINGROBOTCONTROLSYSTEMDESIGNANDIMPLEMENTATIONAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:DaiJunxianAdvisor:ProfessorLiBoSchool:SchoolofAeronautics&Astronautics摘要摘要在工業(yè)自動化生產(chǎn)中，碼垛機器人是產(chǎn)線上

5、的重要設(shè)備，其工作能力取決于控制系統(tǒng)水平的高低。因此，設(shè)計和實現(xiàn)一個狀態(tài)良好的碼垛機器人控制系統(tǒng)對于碼垛機器人有著重要的意義。本文主要針對于碼垛機器人控制系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)開展了以下幾個方面的工作：首先，本文對碼垛機器人控制系總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和設(shè)計。本文采用了通用式PC架構(gòu)作為系統(tǒng)的核心架構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)的各個模塊進(jìn)行了選型。其次，本文利用運動學(xué)相關(guān)知識和D-H法進(jìn)行連桿間齊次分析并且建立機器人的運動學(xué)方程和逆運動學(xué)方程，為后續(xù)的軌跡規(guī)劃建立了基礎(chǔ)。再次，在最優(yōu)軌跡規(guī)劃方面，本文中對傳統(tǒng)的碼垛機器人軌跡規(guī)劃算法進(jìn)行了改進(jìn)，根據(jù)碼垛機器人作業(yè)的特點，引入了R支

6、配理論。在算法中，對于某一層第一步的作業(yè)軌跡采用非支配多目標(biāo)求解算法規(guī)劃軌跡。對于之后的軌跡則采用基于R支配的軌跡規(guī)劃算法進(jìn)行求解，將前一步的軌跡規(guī)劃的結(jié)果作為參考信息輸入到當(dāng)前的軌跡規(guī)劃算法中，引導(dǎo)軌跡規(guī)劃算法的求解方向。當(dāng)軌跡規(guī)劃算法中，一定比例的個體已經(jīng)聚集在了參考點的周圍時便停止進(jìn)化，采用優(yōu)劣距離法(TechniqueforOrderPreferencebySimilaritytoanIdealSolution,Topsis)，從當(dāng)前種群中選擇一個合適的解作為結(jié)果。因此本文中的改進(jìn)碼垛機器人軌跡規(guī)劃算法可以結(jié)合碼垛機器人作業(yè)軌跡的特點，節(jié)約軌跡規(guī)劃的時間。

7、最后，對于本文中碼垛機器人控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)進(jìn)行了分析和設(shè)計，并結(jié)合了最優(yōu)軌跡規(guī)劃算法和整體硬件平臺架構(gòu)，采用分層架構(gòu)原理實現(xiàn)了碼垛機器人控制系統(tǒng)。并通過碼垛功能試驗和重復(fù)定位精度實驗，驗證了本文中控制系統(tǒng)能夠達(dá)到預(yù)期的設(shè)計指標(biāo)，達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：碼垛機器人，軌跡規(guī)劃，多目標(biāo)，控制系統(tǒng)IABSTRACTABSTRACTInautomatedproduction,palletizingrobotisanimportantequipmentoftheproductionline.Palletizingrobot’sabilitytoworkdependsonthel

8、evelo