码垛机械手数控系统简单应用_温玉堃
码垛机械手控制系统设计附录.doc
目录附录1 课题审批表附录2 毕业设计任务书附录3 毕业设计开题报告附录4 毕业设计计划进程表附录5 毕业设计中期检查表外文文献外文翻译附录1 课题申请表毕业设计（论文）课题申请表附录2 任务书毕业设计（论文）任务书（由指导教师填写）附录3 开题报告毕业设计（论文）开题报告附录4计划进程表毕业设计（论文）计划进程表附录5 中期检查表毕业设计（论文）中期检查表一套采用PLC及工业无线模块构建的工业现场水泵控制试验系统Ramazan Bayindir a, Yucel Cetinceviz ba 土耳其安卡拉Gazi大学技术学院b 土耳其卡斯特木卡斯特姆大学机电一体化高等教育职业学院文章信息关键词文章历史：可编程控制器2010年6月22日收到分布式IO2010年10月14修订工业无线局域网2010年10月19接受工业以太网摘要本文设计了一套针对工厂的水泵控制系统，并在实验室完成了该系统的构建。
在这些工厂中的工作环境比较恶劣，如存在化学品，振动和频繁移动部件，从而可能会损害控制系统的构成部件——电线或电缆。
由此，数据不得不通过公共路径进行传输。
本文所设计的系统采用了可编程控制器（PLC）及工业无线局域网（IWAN）技术。
它是由一个PLC，一个通信处理器，两个IWAN模块，和一个分布式输入∕输出模块，以及水泵和传感器组成。
该系统以工业以太网和标准的传输控制协议∕网际协议（TCP/IP）来实现参数，配置和诊断数据的通信的。
可编程控制器的主要功能是根据水罐中的水位控制水泵的启停。
水位信号是由压力变送器和多组限位开关获取的。
本文的目的是对于电缆布线不可能的生产过程提供一个可行的解决方案。
它还有安装和维护的成本较低，运行可靠，强大和灵活的结构，适合工业应用的优点。
©2010。
由爱思唯尔公司保留所有权利1.简介现代生产过程使用工业自动化系统。
在这些过程的自动化是必然的，它能促进高效率和高质量的生产。
对这一级的自动化，一天天的生产任务已迅速取得进展。
码垛机器人工作原理和应用
码垛机器人工作原理和应用
码垛机器人是一种自动化设备，用于将货物按照特定的规则码放到托盘、货架或者其他储物空间中。
它的工作原理一般包括以下几个步骤：
1. 识别货物：码垛机器人会通过视觉或者其他感知设备，如激光雷达、传感器等，识别并检测待码放的货物的位置、形状、重量等信息。
2. 规划路径：根据识别到的货物信息，码垛机器人会计算最优的码放路径，以确保货物能够稳定、紧密地堆叠在指定的位置上。
3. 抓取货物：码垛机器人会使用机械臂、夹具等装置，精确地抓取待码放的货物，并移动到目标位置。
4. 码放货物：在目标位置上，码垛机器人会根据预先设计的堆叠规则，将货物按照一定的顺序码放到指定位置上。
5. 重新定位：在完成一层或者一组货物的码放后，码垛机器人会重新定位自身位置，以便继续进行码放操作。
码垛机器人的应用非常广泛，可以应用于多个行业和场景：
1. 仓储物流：码垛机器人可以代替人工进行货物的码垛和堆叠，提高工作效率和准确性，并减少人力成本。
2. 食品加工：码垛机器人可以在食品生产线上将成品码放到包装盒或者托盘中，提高生产效率和物品的整齐度。
3. 汽车制造：码垛机器人可以在汽车制造工厂中将零部件或成品进行码垛，以便后续的装配、运输和存储。
4. 电子设备：码垛机器人可以对电子设备进行码垛，如电视、冰箱等家电产品，在生产线上提高生产效率和质量。
总的来说，码垛机器人通过自动化的方式实现货物的快速、准确的码放，极大地提高了工作效率和产品质量。
同时，减少了人工操作的风险和劳动强度，具有广泛的应用前景。
智能码垛机械手控制系统设计
摘要自21 世纪以来，作为高科技前沿技术之一的机械手技术发展迅猛，广泛应用于各行各业，工业上运用机械手主要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂危险枯燥的作业。
智能机械手技术是综合了计算机、控制理论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，其应用情况标志着一个国家高科技水平和工业自动化的发展程度。
本设计采用的是电气控制，智能码垛机械手基于PLC （Programmable logic Controller，简称PLC）的控制系统设计。
本设计主要由硬件设计和软件设计两大部分组成，其中硬件设计包括主电路、控制电路以及电气控制线路的设计，软件设计包括流程图和梯形图的设计。
主电路由伺服电机、热继电器、熔断器、接触器构成；控制电路由PLC控制器、传感器、驱动器等构成，并且在控制中加入智能算法，运用反馈闭环控制使码垛机械手更加精确运行。
在设计中由传感器光电传感器等将位置、力度信号传给PLC主机，PLC通过控制各个驱动器实现电机的正反转，从而控制机械手的左右、伸缩运动，及手爪对物件的抓放。
动作灵活多样，并可根据工作环境变化及运动流程要求随时更改相关参数。
最后，借助于智能控制理论，对码垛机器人手臂的运行位置进行了智能优化。
在基于S7-200 PLC为核心技术进行研发其控制系统指令表程序并调试，形成手动、全周期半周期及单步控制方式，对越来越广泛应用的“机-电”形成的自动化控制装置进行研究与推广。
关键词：智能机械手；传感器；驱动器；智能算法；PLC控制AbstractSince the 21st century, as one of the high-tech cutting-edge technology of the manipulator technology developing rapidly,is widely used in each Walks of life,Industrial use of robots mainly for welding, assembling handling, processing, spraying, pallet and other complex dangerous boring job.Intelligent manipulator is a combination of computer technology, control theory, organization learning, information and sensing technology, artificial intelligence, bionics and other -disciplinary and formation of the new and high technology, its application marks a national high-tech level and the development of industrial automation degree.Electrical control are introduced in this paper, intelligent stacking manipulator based on PLC (Programmable logic Controller, herein after referred to as PLC) control system design.This design is mainly composed of hardware design and software design of two parts，the hardware design including main circuit, control circuit and the design of electrical control circuit, software design including the design of the flow diagram and ladder diagram.Main circuit, thermal relay, fuse, a servo motor contractor；Control circuit by PLC controller, sensors, drives, and travel switch, etc.And join in the control of intelligent algorithm, using the feedback closed-loop control to make stacking manipulator more precise operation.By sensors in the design and the switch position, strength signal to the PLC host, PLC by controlling the drive of the motor and reversing, the pallet trajectory of robot arm intelligent optimization and tracking control.Based on S7-200 PLC as the core technology research and development of the control system of ladder diagram program, instruction sheets and debugging, the formation of manual and full cycle half cycle and single step control method of more and more widely used electrical automation control device for research and extension.Key words: Intelligent manipulator;The sensor;Drive;Intelligent algorithms;PLC control目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究意义 (2)1.2 国内外研究现状与发展趋势 (2)1.3 机械手的各类型与用途比较 (4)1.4 研究内容及章节安排 (7)1.4.1 主要研究内容 (7)1.4.2 主要难点 (7)1.4.3 章节安排 (7)第2章智能码垛机械手的总体方案设计 (9)2.1 基于PLC的智能机械手总体设计方案与论证 (9)2.1.1 方案设计 (9)2.1.2 方案论证 (10)2.2 机械手的主要结构及控制方案 (11)2.2.1 机械手的基本结构 (11)2.2.2 机械手的基本结构设计 (12)2.3 机械手的工作参数及工作流程 (12)2.4 码垛机械手硬件部分选型与设计 (14)2.4.1 机械手爪的结构设计选型 (14)2.4.2 伺服电机选型 (14)2.4.3 驱动器的选择 (17)2.5 传感器的选型 (21)2.5.1 末端触力传感器设计选型 (21)2.5.2 光电传感器设计选型 (23)2.6 主电路的设计 (24)2.6.1 熔断器的选择 (24)2.6.2 热继电器的选择 (24)2.6.3 接触器的选择 (24)第3章系统的软件设计及智能算法的研究 (26)3.1 PLC的选型与端口设计 (26)3.1.1 PLC型号的选择 (26)3.1.2 PLC输入输出端口的设置 (26)3.2 机械手特殊环节的软件设计 (27)3.3 控制规律与智能算法 (29)3.3.1 伺服驱动器的闭环控制 (29)3.3.2 控制智能算法 (30)3.4 软件的编程 (32)第4章智能机械手的调试 (33)4.1 机械手的流程 (33)4.2 机械手现场调试及路径规划分析 (34)4.3 智能码垛机械手示意 (36)结论 (39)参考文献 (40)附录 (41)致谢 (44)第1章绪论1.1 课题背景与意义1.1.1 研究背景随着时代的不断进步经济飞速发展，生活水平的逐年提高，人们的环保意识自我安全意识也在不断加强，同时也使人们对各种产品的要求更高了，智能机械手显然更符合人们的需求。
码垛机手操器操作说明
码垛机手操器操作说明一、手动操作1、控制柜送电前确认选择开关在“手动”位置；2、控制柜送电，3、电机保护断路器合闸，伺服控制器显示“三”；4、确认控制柜触摸屏显示无报警；5、按住手操器“手动”按钮2秒，确认手操器屏幕手动按钮对应处变为黑点；6、按住手操器“伺服”按钮2秒，确认手操器屏幕伺服按钮对应处变为黑点；7、此时伺服控制器显示“8”，说明伺服已经给上使能；8、通过“X+”，“X—”等8个键即可移动机器人。
注意：只有在“回零”后才能操作二、限位开关位置调整1、确认现场机器人抓取位置继码垛位位置；2、设置控制柜触摸屏：工作参数设定--码垛方式；3、腰转限位开关位置：机器人在取袋位向码垛位反方向移动一点即会接触到此限位开关；4、升降及水平限位位置开关：工作范围之内无机械干涉；5、手腕限位位置开关：限位位置开关午安安装在手腕电机连接丝杠的正下方（俯视电机为表盘6点钟方向），当逆时针码垛时，手抓安装版上有限位触发螺丝在1点或2点方位，保证可以顺时针转90吨，逆时针转80渡，顺时针码垛时，限位触发丝应在10点或11点方向。
三、回零操作1、控制柜送电前，确认选择开关在手动位置；2、控制柜送电后确认系统无报警，确认手操器不在手动操作状态；3、确认已经在触摸屏上设置过“码垛方式”；4‘将选择开关打至自动位置，此时伺服会给上使能；5、触摸屏会自动切换至“回零”画面(无回零字时，检查手操器）6、按住回零字样2秒，机器人就进入低速回零过程。
先升降寻零点（机器人手臂上升，寻找到升降下限位开关后下降一点停止）然后其他三轴同时寻找零点（机器人后仰并码垛放方向旋转，，同时手腕顺时针旋转，接触相应的限位开关后反方向移动一点停止）；7、寻找零点结束后，触摸屏返回至自动运行画面。
注意：如发现寻零过程与5中描述不一致，许立即按急停按钮，查找原因。
四、示教1、机器人回零（参照回零操作）；2、回零完成后，将选择开关打至手动位；3、触屏依次操作“主画面”、“垛型调整”、“示教数据块”后，弹出输入密码窗口，输入“17799”，点击数字键盘上回车按钮后，按住确认按钮3秒，画面自动切换至手操器控制锁定画面；4、去手操器操作，上电后手操器默人画面如下：5、依次点击“手动”、“伺服”按钮（同手动操作）；6、按住“后页”按钮2秒；7、按住“—”键后，画面中显示0层0步；8、通过“X+”，“X-”等8个键移动机器人，将机器人移动到抓袋位；9、按住“示教”按钮2秒，确认手操器屏幕示教按钮对应处变为黑点（只需按依次，直到其它点示教完成，重新上电前，不需要再次按动此按钮）；10、确认机器人在抓到位后，点击“数据写入”按钮，如果此位置写入成功，屏幕右下角会显示文字“数据写入”，如下图，到此为止，一个点的示教过程结束；11、通过“》”，“《”移动光标，通过“+”，“-”改变层数与袋数；（数值变化后屏幕右下“数据写入”这几个字会消失，表示可以手动移动机器人到当前新选好的点，然后再按下“数据写入”键），每次改变数值后，并且移动机器人到相应的位置后都要按一次“数据写入”；12、共需要示教一个“抓取位”，“两层卸袋位’(0层0步，1层1步，1层2步，1层3步，1层4步，1层5步；2层1步，2层2步，2层3步，2层4步，2层5步）；+13、备用位置示教:0层0步---0层8步示教位置同偶数层最后一步；1层6步---1层9步示教位置同偶数层最后一步；2层6步---2层9步示教位置同偶数层最后一步；0层9步示教位置为码垛机安全位置，高度高于满垛位置。
基于六自由度机械手的自动码垛系统设计
基于六自由度机械手的自动码垛系统设计随着工业自动化的不断发展，机器人技术也逐渐得到应用。
在物流行业中，自动码垛系统已经被广泛采用。
自动码垛系统可以取代人工码垛，能够大大提高工作效率，减少劳动力成本。
本文将基于六自由度机械手，设计一套自动码垛系统。
一、系统设计的背景传统人工码垛存在大量的瓶颈和限制，例如工人的体力疲劳、加班工作量大，同时精度也无法保证。
为了解决这些问题，科学家们借助机械手技术，研发出了自动码垛系统。
这种系统不仅能够大幅提高效率，并且减少了人为介入的机会，从而降低了工作风险。
目前，六自由度机械手是自动码垛系统中最为使用的类型。
二、系统设计的原理六自由度机械手是指机械手可以在三维空间中进行旋转的自由度，机械手可以通过加入多个电机驱动，实现不同自由度的控制。
在自动码垛系统中，机械手需要根据码垛方案，在空间中完成物品的抓取、运输、码垛等多个动作。
在六自由度机械手的运动控制中，使用的主要是“反向运动学”模型。
运动学模型可以计算出机械手的运动轨迹和方式，而反向运动学模型可以根据空间中的目标点，计算出需要移动的机械手坐标和角度。
因此，在自动码垛系统的设计中，我们需要先确定机械手的诸多参数和运动规划方式。
三、系统设计的流程及步骤1. 建模与仿真在物流自动化系统中，建模是非常重要的一个环节，通过建模可以快速验证方案的可行性。
在六自由度机械手的设计中，需要使用相关软件进行建模和仿真，例如SolidWorks、Catia、Pro/E、UG等软件。
首先，设计师需要准确定义机械手的建模参数，包括尺寸、重量、材质、自由度等。
然后，使用三维建模软件进行机械手的建模。
最后，利用系统仿真软件进行一系列动力学计算、相互作用模拟等，得出机械手的预期性能。
2. 控制系统设计机械手在操作过程中需要受到准确的控制和指令，因此需要设计一个精准的控制系统。
控制系统通常使用 PLC 或者单片机等进行控制，用于接收并处理各种指令信号，控制机械手的每个运动。
码垛机器人及其操作应用
自动供袋取袋夹袋
5.喷墨打印（打码）单元 6.倒包、压包输送单元 7.高低输送单元 8.金属检测机 9.重量复检机 10.自动剔除机 11.机器人码垛 12.电气控制单元
金属检测机 重量复检机 喷码打印机 机器人自动码垛机
不合格 不合格
高位码垛 机器人码垛
物料
高度
TCP
工具中心在法兰中心 线与吸盘平面的交点 的连线上并延伸距离 等同于物料高度处
生产再现
吸盘式 TCP
吸盘式 TCP 点及生产再现
TCP
工具中心在法兰 端面的交点处 中心线与手爪前
抓取式 TCP
生产再现
抓取式 TCP 点及生产再现
以袋料码垛为例，选择关节式（ 4 轴），末端执行器为抓
能耗低，降低运行成本 。
提高生产效率，解放繁重体力劳 动，实现“无人”或“少人”码 垛。 改善工人劳作条件，摆脱有毒、 有害环境 。 柔性高、适应性强，可实现不同 物料码垛 。
定位准确，稳定性高 。
6.1 码垛机器人的分类及特点
• 码垛机器人与搬运机器人在本体结构上没 有过多区别，通常可认为码垛机器人本体 较搬运机器人大，在实际生产当中码垛机 器人多为四轴且多数带有辅 助连杆，连杆 主要起到增加力矩和平衡的作用，码垛机 器人多不能进行横向或 纵向移动，
安装在物流线末端，常见的码垛机器人结构多为 关 节式码垛机器人 、摆臂式码垛机器人和龙门式码垛 机器人 。
关节式码垛机器人
龙门式码垛机器人 码垛机器人分类
摆臂式码垛机器人
6.2 码垛机器人的系统组成
通常码垛机器人主要有 操作机、控制系统、码垛系统（气体发生装置、液压发 生装置）和安全保护装置组成 。
【推荐下载】台达机械手臂解决方案助力码垛装框设备性能升级
台达机械手臂解决方案助力码垛装框设备性能升级近日，温州汽摩配件龙头企业成功应用台达机械手臂一体化解决方案，提升其自动码垛装框设备性能。
台达采用HMC控制器结合三合一伺服驱动器ASDA-M系列组成精简适用的机械手臂，可提供多种堆叠方式，并在零件加工上料和取料方面表现高精准度与高效率，得到用户赞誉，相信该企业的成功应用，将为台达机械取出臂解决方案在这一领域的拓展奠定坚实基础。
零部件加工行业是劳动密集型产业，目前面临劳动力成本增加、人员安全保障、作业人员素质不一和质量不稳定性等一系列问题。
工业机械手臂的出现，可帮助企业尽快有效解决这些难题。
但目前市场常见的通用型控制系统，一般采用PLC加伺服控制系统，只能构建相对简单的机械手控制，无法满足企业对于复杂和可靠的运动控制的需求。
温州的这一用户在升级自动码垛装框设备时，需要针对上下工件流程，设置多组配方菜单和工件夹取堆叠路径。
针对此需求，台达的技术专家们深入研究用户工艺流程，推出由HMC控制器结合三合一伺服驱动器ASDA-M系列组成的简易取出臂解决方案，成功解决工件多样化的堆叠和取放这一难题。
机床上下料搬运机械手对控制要求相当之高，不仅要求机械手的独立性、可靠性，更需具备良好的便捷性、高效性和实时性。
为此，台达对控制构架进行创新，使用由HMC控制器和三合一伺服驱动器ASDA-M系列两部分构成的控制架构。
在控制方面，HMC包括1台主机HMC07-N510H52(内建PLC控制单元，可自行编程)、1条讯号通讯线HMC-CA3205B0加1台HM-RIO3232T12远程IO模块，实现取料、喂料、变换工位等；在运动方面，使用ASD-M-0721-F搭配3台伺服马达（2台ECMA-C10807RS和1台ECMA-C10807SS），实现高速移位与快速码垛。
与传统的控制架构不同，HMC控制器相当于人机界面（HMI）和可编程控制器（PLC）的综合体，负责完成运动数据的采集、存储和排序，而ASDA-M系列则相当于三台伺服驱动器和运动处理器的综合体，负责完成运动控制的处理，最后以连接配线简单的DMCNET总线架构实现实时通讯。
广州数控设备有限公司RMD50码垛机器人使用说明书
RMD50码垛机器人使用相关的事项。
限于篇幅限制及产品具体使用等原因，不可能对产品中所有不必做和/或不能做的操作进行详细的叙述。
因此，本产品使用说明书中没有特别指明的事项均视为“不可能”或“不允许”进行的操作。
或复印均属于非法行为，广州数控设备有限公司将保留追究其法律责任的权利。
RMD50码垛机器人 使用说明书（机械分册）II前 言尊敬的客户：对您惠顾选用广州数控设备有限公司自主研发制造的RMD50码垛机器人（以下简称机器人）产品，本公司深感荣幸并深表感谢！为了保证产品安全、正常与有效地运行，请您务必在安装、使用产品前仔细阅读本产品使用说明书。
本使用说明书适用广州数控机器人控制系统软件版本：V2.12。
安 全 警 告操作不当将引起意外事故，必须要具有相应资格的人员才能使用及操作本产品。
安全注意事项、安全责任安全注意事项使用前（安装、运转、保养、检修等），请务必熟读并全部掌握本使用说明书和其他随行文件。
在熟知全部设备知识、安全及注意事项后才能开始使用。
本使用说明书中的安全事项分为“危险”、“注意”、“强制”、“禁止”四类，将分别叙述。
危险误操作时有危险，可能发生死亡或重伤事故注意误操作时有危险，可能发生中等程度伤害或轻伤事故强制必须严格遵守的事项禁止禁止的事项另外，即使是“注意”所记载的内容，也会因情况不同而产生严重后果，因此任何一条注意事项都极为重要，请务必严格遵守。
IIIRMD50码垛机器人 使用说明书（机械分册） IV强制z 《RMD50码垛机器人 使用说明书(机械分册)》是以机器人的本体结构内容为中心的技术资料。
为确保本产品的正常使用和妥善保养及维修，其中包括安全注意事项、使用注意事项、详细的规格说明、保养及检修的项目等内容。
请务必在认真阅读并充分理解和掌握的基础上使用。
z 另外，关于安全的有关内容记载在本产品的《RMD50码垛机器人 使用说明书（电气分册）》的“第一章 安全设备”中，阅读本使用说明书前，请务必熟读安全内容，以确保正确使用。
基于WinCE码垛机器人码垛工具设计
基于WinCE码垛机器人码垛工具设计摘要：该文通过嵌入式WinCE系统，使用C++编程语言，在Visual Studio 2008环境中开发了码垛机器人垛型生成和编辑界面。
该系统通过离线编程，根据产品的实际尺寸，以及系统相关设定参数，创建码垛数据。
本系统能够设计的码垛数据，不仅能够实现每次规则抓取的袋子和箱子类产品；还能实现每次不规则抓取的产品尺寸和数量。
本码垛工具的设计原则，采用基于终端客户的思想，即可视化编辑界面、即见即所得的产品布局，最大程度地减轻客户产品码垛类型设计负担，提高了客户可应用性和生产效率。
关键词：码垛机器人；垛型生成器；WinCE中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）17-4104-05Data Block Design based on WinCE for Palletizing RobotDONG Zhong，TONG Shang-gao，LI Wen-yi，ZHANG Hao，YUAN Han（Triowin Automation Equipment Co，Ltd.，Shanghai 201506，China）Abstract：Designing and editing tool of stacking style for palletizing robot was developed in Visual Studio 2008development environment and implemented on embedded hardware with a WinCE OS running on it. Based on this tool，data block was created by off-line programming with the actual size of product，and necessary system setting and parameters. Based on this tool，the data block can fulfill all kinds of products，including whether regular shape or non-regular，and whether fixed number of products for each picking or not. Based on this tool，the operational style was designed to adapt to the customers’needs，such as visual-editor interface and palletizing layout of what you see and what you get，which reduces the pay the customer cost in stacking style design，and enhances the applicability and productivity of customers.Key words：palletizing robot；designing and editing tool of Stacking style；WinCE近五年，工业机器人在中国市场上的应用得到迅速发展。
一种新型铝锭码垛机械手的研究设计
一种新型铝锭码垛机械手的研究设计马占义,芮执元(兰州理工大学机电工程学院,甘肃兰州730050)摘 要:针对目前我国铝锭生产线中的码垛机械手的要求设计了一种新型关节式铝锭码垛机械手。
该机械手采用气压驱动,并通过抓锭结构、夹锭结构、压锭结构实现铝锭的稳定抓取、搬运、码放等操作。
并给出了动力学计算公式以及对气动系统等问题进行的分析与研究,试验结果表明,该机械手能实现生产中所需的动作要求。
关键词:铝锭;机械手;码垛机器人中图分类号:T H166 文献标志码:AR esearch and Design of a N ew Aluminum Ingot Stacking R obot ArmMA Zhanyi,RU I Zhiyuan(College of Electrical and Mechanical Engineering,Lanzhou University of Technology,Lanzhou730050,China) Abstract:In order to meet the requirement of the stacking robot arm in the ingot production line,a new design proposal about the articulated Aluminum ingot stacking robot arm is put forward.This proposal used air pressure to drive and real2 ized the operation of the ingot grabbed,transited and stacked by using the structure of the grabbing,nipping and pressing. After that this paper obtained the formula about the dynamics,and then researched and analyzed on the pneumatic system. The result of the experiment testified that the robot arm can meet the requirement.K ey w ords:Aluminum ingot,Robot arm,Stacking robot 码垛技术是物流自动化技术领域的一门新兴技术,特别是近年来在运输工业领域占有非常重要的地位[122]。
立柱码垛机械手matlab源码
立柱码垛机械手matlab源码（实用版）目录一、引言1.1 背景介绍1.2 目的与意义二、立柱码垛机械手的概述2.1 立柱码垛机械手的定义2.2 立柱码垛机械手的组成结构2.3 立柱码垛机械手的工作原理三、MATLAB 及其在机械手中的应用3.1 MATLAB 简介3.2 MATLAB 在机械手中的应用四、立柱码垛机械手的 MATLAB 源码设计4.1 设计流程4.2 关键部分源码解析五、总结与展望5.1 项目总结5.2 发展前景正文一、引言1.1 背景介绍随着现代制造业的发展，自动化技术在生产过程中的应用越来越广泛，机械手作为自动化生产线上的重要组成部分，已经成为工业生产领域的研究热点。
其中，立柱码垛机械手在搬运、堆垛、装卸等领域具有较高的实用价值。
1.2 目的与意义本文旨在通过对立柱码垛机械手的 MATLAB 源码设计进行分析，探讨MATLAB 在机械手中的应用，以期为我国立柱码垛机械手的研究与应用提供参考。
二、立柱码垛机械手的概述2.1 立柱码垛机械手的定义立柱码垛机械手是一种具有独立控制、自主运行的自动化设备，能够在垂直方向上完成物品的搬运、堆垛、装卸等任务。
2.2 立柱码垛机械手的组成结构立柱码垛机械手主要由执行器、驱动器、控制器、传感器和电源等部分组成。
其中，执行器负责完成物品的搬运动作；驱动器负责为执行器提供动力；控制器负责对整个机械手的运行进行控制；传感器负责检测机械手的运行状态；电源为机械手提供能量。
2.3 立柱码垛机械手的工作原理立柱码垛机械手的工作原理是：在控制器的控制下，驱动器为执行器提供动力，使执行器完成上升、下降、移动等动作，从而实现物品的搬运、堆垛、装卸等任务。
三、MATLAB 及其在机械手中的应用3.1 MATLAB 简介MATLAB 是一种广泛应用于科学计算、数据分析、可视化等领域的高级编程语言，具有较强的数值计算和矩阵操作功能。
3.2 MATLAB 在机械手中的应用MATLAB 可以通过编写控制算法和模拟机械手的运动过程，实现对机械手的控制。
一种基于inventor草图设计的书报码垛机械手
一种基于inventor草图设计的书报码垛机械手本文介绍了一种基于inventor草图设计的书报码垛机械手的详细设计过程，包括inventor草图的绘制、三维模型的绘制、关键零部件的应力分析、运动部件尺寸驱动等，并结合具体搬运物料的材料特性对书报码垛机械手的细节结构进行了优化设计，该装置的投入使用较好的滿足了现场书报码垛的需要，大大减小了操作人员的劳动力。
标签：inventor；草图设计；书报码垛机械手引言：2016年某公司需要一种适用于整理后纸张码垛的机械手。
该机械手用于将整理后的若干纸张的码垛，以利于存储运输作业。
在一定时间范围内，不但要将纸张码垛成型，而且要求运送平稳，拾取快速，不损伤纸张，提高生产效率。
1.机械手设计要求：（1）机械手尺寸规格需要满足纸张高度长度等尺寸需求，可将书页从输送机已送至垛上，以利于存储运输作业；（2）机械手要求运送平稳，拾取快速，不损伤纸张，动作连续性强；（3）应配备相应的安全防护装置，保证设备安全运行及现场作业的安全；（4）机械手应能代替现有人工操作的所有功能。
2.机械手重量范围和动作形式的确定：首先应厂家要求，码垛机器人在紧急情况下须有操作人员参与完成码垛动作，所以选用协作型机器人，不会对紧急情况下介入的操作人员造成伤害。
根据现场操作空间需求选定机器人。
根据机器人的有效负载确定机械手和需要码垛纸张的总体重量，经核对选择的机械手臂型号的性能，总体重量重量需控制在10kg之内，码垛的纸张重量约为4kg，综上机械手的重量需要控制在5kg左右为宜。
这样机械手需要采用轻量化设计，以满足机器人有效负载的需求。
根据现场纸`张码垛要求及不损伤纸张的特殊性，设计机械手采取单侧摆动手指加压紧气缸的形式。
3.Inventor草图的绘制绘制inventor草图之前确定纸张的尺寸为长280mm×宽205mm×高180mm基于Inventor绘制的机械手⑴在inventor草图环境中绘制一个以原点为中心的矩形及宽205mm×高180mm表示为机械手一次抓取纸张块的大小；⑵在纸张块左侧绘制机械手手指的形状，选定手指旋转中心，调整手指的轮廓曲线及旋转中心点的位置，直至达到手指的轮廓曲线及运动轨迹与纸张块不干涉为止；⑶选定机械手手指的驱动装置为气缸驱动；⑷根据机械手手指的运动轨迹初步选定气缸的作用点位置和转动圆心位置；⑸根据结构安排，选定气缸拖住纸张块时状态为气缸杆伸出状态，放下纸张块时状态为气缸杆缩回状态；⑹确定气缸杆伸出时，气缸处于竖直方向，与机械手手指立边平行；⑺根据需要的机械手手指打开角度选定气缸行程；⑻圆整气缸旋转轴与机械手手指旋转轴的距离，并确定两者间竖直方向上连接板的厚度，绘制一个主体框架连接板；⑼初定压紧气缸位置在整体右上角位置；⑽初步设计防止机械手手指带出纸张的挡板。
基于PLC与WinCC卷烟成品库码垛机器人监控系统设计
基于PLC与WinCC卷烟成品库码垛机器人监控系统设计王宁宁【摘要】采用WinCC组态软件设计卷烟成品库码垛机器人监控系统界面,利用S7-400产品的PLC来编程实现对码垛机器人的控制.系统实现了对成品库码垛的实时监控和操作,能够快速精确地对成品件烟进行码垛处理;具有生产效率高、稳定性强、工作时间长,有力地保证了成品入库的时间,提高了生产效率,保证了生产质量,节约了生产成本.【期刊名称】《电脑与信息技术》【年(卷),期】2015(023)004【总页数】3页(P38-40)【关键词】PLC;WinCC;码垛机器人;监控系统【作者】王宁宁【作者单位】阿坝师范学院,四川汶川 623002【正文语种】中文【中图分类】TP242码垛技术是物流自动化技术领域的一门新兴技术。
随着生产规模的扩大和自动化程度的提高，机器人码垛技术有了前所未有的发展。
因机器人码垛具有柔性好、处理能力强、可靠性高的功能，它的应用场合正在不断的扩大[1]。
对于卷烟成品库来说，生产过程件烟的输送和入库能否及时有效的配送到库，它是能直接影响整个成品库的生产效率，为此，成品库引入码垛技术，采用码垛机器人对成品库件烟进行码垛处理[2]。
成品库连续、高效、统一的管理对卷烟生产极为重要，为了对成品库码垛区进行管理，本文设计了成品库码垛机器人监控系统。
该系统上位机采用WinCC软件设计监控画面，下位机采用S7-400进行数据和动作的控制，来实现对成品库码垛机器人进行实时的监控，能够有效的输送成品，提高设备的利用效率，保障卷烟生产过程成品库的入库需求，并能达到卷烟厂对生产效率、生产质量和生产安全的要求。
成品库码垛工作强度大、码垛动作顺序较复杂，为此，对设备的可靠性要求比较高。
本文的码垛机器人工作流程共分三部分：分别是成品输送分流，空托盘输出供应，成品垛输出。
成品箱输送分流主要是产品经包装形成成品箱，之后输送至码垛区工位，在进码垛区工位处需对成品烟箱进行条码扫描，来读取产品具体信息。
四轴码垛机械手控制系统
四轴码垛机械手控制系统
佚名
【期刊名称】《伺服控制》
【年(卷),期】2008(000)002
【摘要】码垛机械手简介用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。
机械手是模仿着人手的部分动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。
工业机械手也
【总页数】2页(P88-89)
【正文语种】中文
【中图分类】TP241
【相关文献】
1.四轴码垛机械手控制系统 [J], ;
2.真空吸盘式五轴码垛机械手控制系统设计 [J], 侯冉;化银锋;张昌杰
3.四轴码垛机器人控制系统的设计与实现 [J], 马前帅;王二敏
4.四轴码垛机器人控制系统的设计与实现 [J], 马前帅;王二敏;;;
5.智能码垛机械手控制系统的设计 [J], 成慧翔;张虎;刘攀;李凯丽
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码垛机械手数控系统简单应用
温玉堃
（1.唐山首信自动化技术有限责任公司河北唐山 063000）
摘要：针对码垛人力资源紧张，引入自动码垛机械手，此系统全国产化，由一台WINCE6.0的显示屏一体机为主机，JAVA为程序语言编写，以EtherMAC为基础通讯协议，通讯稳定，系统良好，在电机选取上为安川电机和电机伺服驱动器控制运行，多次测试下反映良好，小模块E-LINK通讯器稳定，经多次硬件和软件调试改造，其工作方式、软硬件控制方式，通过样机试验，验证后控制性能、工作效率、稳定性符合工艺要求。
关键词：码垛机械手；驱动器；伺服电机；性能试验
0引言
硫铵自动包装线由国产码垛机，该码垛机属四度坐标机械手，柱面坐标机械手的空间位置机构由旋转基座（B轴）、垂直移动（V轴）和水平移动（H轴）以及前端抓取旋转轴(P轴)构成，动作空间成圆柱形。
由4个电机控制四个自由度，在使用过程中运行平稳，满足包装机出料速度。
1硬件系统
1.1 机械手硬件
如图1所示，机械手机械示意图，H轴（水平导轨）、V轴（竖直导轨）、B轴（底座旋转，水平导轨）、P轴（手抓旋转前端法兰盘），通过四轴联动，完成工作空间内的抓放操作。
驱动器和电机为安川提供，其主要特点：1、
转矩控制、位置控制和速度控制三位一体，
控制方位切换采用参数设定切换。
2. 主控
回路分离布线，在控制器上直接设定，减
少了配线，这些都使配线、更换更加简单
方便。
3高速高精度，采用高分辨率的编
码器（16位、17位），提高了位置控制精
度。
采用d-p轴变换电流控制法，将转矩
控制精度从±5%提高到±2%。
图1 机械手机械示意图
机械手夹爪安装在机械臂的前端法兰
盘，它由2个气缸控制抓取和放卸，
光电开关用于检测入料到位，码垛舵盘
位置到位，其信号传入以太网I/O模块中。
1.2 通讯电机控制系统
一体机作为工控主机，以太网硬件实现实时
控制的EtherMAC (Ethernet for
Manufacture Automation Control)方案具
有开放性好、硬件标准化，可靠性高，成本
低廉。
采用通用网卡，适合于I/O类接口（几
毫秒到十几毫秒响应周期），应用于运动控制，在采用标准Windows CE6平台下，可实现1ms的插补周期，还引进德国3S公司的Codesys编程平台，采用IEC61131-3软PLC、软运动控制编程语言，方便系统集成商、现场工程师结合特有的工艺需求开发有个性化的特色产品。
系统选用1个15寸工控机，4个太网单轴接口小模块e-link，两个IO接口板，
其中e-Link接口板使用50针接口与伺服驱动器相连，实现对驱动器的控制。
四个
e-Link接口板按照水平运动、竖直运动、底座旋转、手爪旋转的顺序分别连接到伺
服电机驱动器的CN1端口，通过CN1端口的信号实现对伺服电机位置模式的控制。
e-Link接口板的基本功能是接收计算机发出的控制指令并将指令转化为对电机的
控制信号发送给伺服电机驱动器，同时接收伺服电机驱动器返回的伺服电机上面的
编码器的数值、机械手的限位状态和零位传感器返回的信号来判断机械手的工作状态。
两个IO接口板均为8入8出控制板，用来接收托盘信号、入料信号、区域检测信号、复位信号等传感器的信号，并且输出控制信号，例如：控制气缸开合。
两个IO接口板剩余的接口可以作为其他扩展信号的输入输出点，同时在输入输出点不足的情况下亦可以增加IO接口板来扩展输入输出点。
系统e-link接口板硬件结构图所示：
3 软件系统
软件系统优点如下：
1. 能够实现单条流水线下的多种码垛方式的控制和双流水线下两条流水线分别码垛的控制方式。
并且在编写程序的过程中考虑对流水线个数的扩展，能够轻易的添加新的流水线。
2. 建立两套坐标系：机械手坐标系和世界坐标系。
根据机械手运动学正逆解使坐标系之间能够相互转化，能够根据输入的世界坐标系中的信息计算出机械手坐标系下的码垛点。
这样将机械结构模型引入到控制当中，使得示教过程简单，运动精确，
3. 通过改进轨迹规划算法，能够在负载50kg的情况下达到每小时600次以上的码垛效率，机械手运动过程中运动轨迹流畅，机械手稳定性好，重复定位精度高。
4 性能试验
在机械手运行过程中，对机械手的一个从流水线到码垛点的运动过程进行了测试，测试结果如图5所示。
其中，四个轴均是按照S曲线进行规划并运动的，整个
运动过程各电机轴运动平稳、流畅，获得了良好的效果。
上下运动轴在整个运动过程中有两个运动，分别是上升和下降过程。
其他三个运动轴则分别只有一个运动过程。
并且在运动过程中水平轴、底座旋转轴和手爪旋转轴三个运动是同步的，同时启动并且同时停止。
而上下轴则与其他三个轴的运动有很大的重叠。
机械手在单条流水线
码垛的情况下能够达到实
际700袋/小时的码垛效
率，而在双流水线码垛时，
工作效率可以达到600袋
/小时。
能够满足要求。
参考文献
[1]李金泉，杨向东，付铁.码垛机器人机械结构与控制系统设计[M].北京：北京理工大学出版社，2011
[2]黄文焕，戚佳金等.五自由度码垛机器人控制系统设计[J]. 制造业自动化,2008
（4）
[3]李正杰.全自动称重包装机器人码垛成套设备介绍[J].机器人技术与应用，2007
（5）；21-23
[4]蔡自兴.机器人学[M].北京：清华大学出版社，2000.
图5 码垛机械手一个运动过程中的速度与时间关系。