码垛机器人机械臂仿真控制系统设计与实现.doc

码垛机器人机械臂仿真控制系统设计与实现 　　摘 要： 随着科技的飞速发展，企业的生产能力大幅提高，传统的人工码垛已经不能满足企业对物流的需求，码垛机器人技术应运而生。高效率的码垛能够大大节省物流时间，提高工作效率。系统利用四轴码垛机械臂仿真控制软件实际控制一台小型的关节型四轴码垛机械臂。机械臂利用舵机作为执行元件，DSP作为控制器控制舵机运动。仿真控制软件根据规划的路径计算出码垛过程中舵机运行的角度，通过串口通信将角度数据传递给DSP，DSP控制舵机的运行并带动码垛机械臂实现码垛功能。 　　关键词： 四轴码垛机械臂； OpenGL； DSP； MFC 　　中图分类号： TN876?34； TM417 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）19?0174?05 　　Abstract： With the rapid development of technology， the production capacity of enterprises is increased substantially. The traditional manual palletizing can′t meet the logistics demand of enterprises， so the palletizing robot technology comes into being. The efficient palletizing can save logistics time and improve working efficiency greatly. The simulation control software of four?axis palletizing robot arm is used to control a small four?axis palletizing robot arm with joints. The servo is taken as the actuator of four?axis palletizing robot arm， and DSP is taken as the controller to control the servo moving. The simulation control software is used to calculate the angle of servo moving in palletizing process according to the planning route， and pass the angle data to DSP through the serial ports. The DSP can control servo running and drive the palletizing robot arm for palletizing function realization. 　　Keywords： four?axis palletizing robot arm； OpenGL； DSP； MFC 　　0 引 言 　　人工码垛存在效率较低，浪费大量人力资源，机械地重复性劳动损害身体健康等缺点。码垛机器人技术集许多学科于一体，包括机械、信息、电子、计算机科学、智能技术等[1]，它在提高劳动生产效率、解决劳动力不足、降低工人劳动强度、改善生产环境、降低生产成本等方面具有重要意义。 　　本文主要研究了关节型四轴码垛机械臂，利用MFC应用程序平台设计了一款四轴码垛机械臂的控制软件，通过OpenGL三维函数库绘制码垛机械臂的三维图形。软件有友好的交互界面，操作者通过输入码垛的基本信息，如码垛层数、每层的码垛方式、码垛数量、物块大小信息、码盘放置位置等数据，软件就会设计好机械臂的运动路径和操作方式，并以三维动画的形式对码垛过程进行演示，让操作者方便地了解机械臂的运行情况，并做出判断是否需要修改数据。同时软件还可以把每个关节转动的角度以串口传输的方式传递给机械臂的控制器DSP，控制码垛机械臂上的5个舵机旋转，完成码垛过程。5个舵机分别控制了机械臂底座、下臂、上臂、腕部的旋转以及末端夹持器的开合。 　　1 四轴码垛机械臂仿真控制软件设计 　　为了用户能够方便地操作软件，仿真控制软件在设计时采用了多个界面输入的操作方式。软件模拟了一个四轴码垛机械臂码垛的过程，通过设定码垛的参数和码放的方式，软件规划出码垛路径，把货物从流水线上按码垛路径码放到托盘上。 软件共分为五个部分：定义工作区域、定义工作台、设定码垛方式、设定运动路径和动画演示。 　　1.1 功能选择界面 　　功能选择界面是基于对话框资源创建的，