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搬运机器人控制系统设计

摘要：搬运机器人产品作为一种比较典型的工业机器人，被广泛地应用到石油、天然气、煤炭、电子、机械、机具、工艺、机械等各种行业，并向其他领域进行不断地延伸、发展。随着现代计算机技术和现场总线技术的不断进步和发展，可扩充、可移植、互联、更容易集成的开放式控制系统正逐渐成为现代控制系统的发展趋势。本文主要以搬运机器人的控制系统为主要研究对象，基于移动式机器人技术在现场搬运操作中的应用，将当前较为流行的移动式机器人控制系统和具体搬运操作中的控制方法相互地结合起来进行了研究和分析。

关键词：搬运机器人；控制系统；设计

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1绪论

工业机器人行业作为一个新兴的信息时代产业，为推动现代工业的高速自动化生产及先进设备制造提供了一个极为重要的基础和技术保障，其在拓宽企业规模、扩大生产力、促进经济社会的发展等各个方面所能够起到的意义也愈显突出。作为一种现代化企业生产的全部必须具有不可取代性的重要技术手段和不可忽视的工业装置，工业机器人已在很大程度上改变了整个社会的生产、生活方式。

外资上市公司以及一些民营国有大型制造企业，对于民营、中小型的制造企业而言，用不上、用得起、做得不好的都是工业制造机器人这类产品技术含量相对较高、生产成本相对昂贵的大型工业和民用自动化制造设备。积极进行实体经济管理结构的良性调整、产业结构调整优化和企业转型改造升级的各种迫切需要，许多民营、中小型的民营企业已经逐渐地充分正确意识和看到了工业自动化作为工业生产设备的重要应用性和优势，因此在许多民营企业的实际生产中已经逐步性地开始认真考虑如何利用目前工业化的机器人技术来直接代替我们传统的的人工智能操作，且其技术发展的迭代速度很快、延伸和连贯性非常强。从总体上来来看，虽然与上述两家公司和其他现代机器人智能制造装备企业仍然之间存在着明显的技术差距，但是市场潜力和发展前景巨大。

1.1研究背景与意义

提高安全和可靠度的需要同时，能够有效率地减少企业人力资源的大量开支、促进中小企业发展实现社会经济效益的实现最大化、推进了中小企业进行产业结构调整转型改造升级和企业市场竞争。

尤其特别多的是经过近些年来，伴随着当前我国先进现代科学工程技术的伟大跨越进步和快速经济发展、企业安全生产管理经营规模的不断扩大持续发展壮大以及我国企业安全生产经营管理系统自动化应用程度的不断提高增强，搬运工业机器人装备在生产操作上的自动柔性、操作速度、故障分析诊断和事故处理反应能力及安全性和可靠性等各个方面的基本功能在不断得到改善和逐步提高的基础上，开发中的费用和制造成本正在不断扩大下降;同时，受益于当前我们党和国家的企业科研扶持政策不断完善、科研开发资金投入的不断扩大增强、对于民用工业搬运机器人装备制造技术产业及其他技术相关企业公司的大力投资支持，我国民用工业搬运机器人制造技术已经不断取得了一些历史性的长足进步，搬运工业机器人也已经得以不断地得到推广和广泛应用，在实际上有效促进了工业机器人制造技术的进一步不断地发展完善、成熟。这些均已经有效的直接促进了我国移动交通搬运业和机器人技术在服务行业内的快速推广和广泛应用以及其对于整体服务行业的快速产品化。

（1）目前现有的国产大型搬运机器人在工作时的负载能力普遍相对较低，对于许多工作中需要一定的高负载能力的场所譬如:铸造、汽车制动等，都不能完全满足它们的需求。

（2）市场需求的变化是产品技术创新的一个根本驱动力，课题研究工作应该紧紧地迎合产品市场的变化和需求，在实际推广和应用中不断地完善和改进，这是推动产品技术的发展、进步的一个根本规律，与此同时，要高度重视产品企业自身作为产品技术推广服务平台对于产品的发展及其应用所能够起到的重大促进作用。

1.2国内外发展现状

1.2.1搬运机器人发展现状

在国外，搬运车和机器人的先进技术和它们的商业推广应用目前己经非常成熟。作为一种国际标准的用于现代机械工业的全自动化生产设备，搬运车械机器人技术僻经被广泛应用于各种机械工业生产、制造的各领域，大部分用于现代机械工业的全自动化的工业生产线均有的是直接采用自动搬运车械机器人技术来直接代替一些传统的机械人工进行搬运机械操作。目前，搬运工业机器人的中国市场主要被中国日本、欧美等发达国家和开发地区所公司占据:日本体系中主要产业包括产品yaskawa.fanuc、∞otc、nachi、kawasaki等，欧美公司体系中主要产品包括yakuka、abb、comau等，其中许多跨国公司甚至已发展成为其他国家公司总部所在国的地区和发达国家的重要政治经济社会支柱和大企业式。

与国外企业相比，国内的大型工业工程机器人技术研发企业技术基础薄弱、起步较迟。在中共党中央以及党和国家有关主管部门积极牵头及其他多项相关国家优惠政策的大力鼓励支持下，针