鋁錠伺服堆垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、鋁錠堆垛機(jī)作為鋁錠鑄造生產(chǎn)線的重要設(shè)備，已經(jīng)成為鋁錠生產(chǎn)中必不可少的裝備之一，而路徑規(guī)劃是堆垛機(jī)控制中的一個(gè)重要模塊，對(duì)堆垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性和工作效率具有重大影響。因此，本文提出以最優(yōu)軌跡為研究目標(biāo)，以蘭州理工大學(xué)研制的28t/h的鋁錠堆垛機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其軌跡規(guī)劃進(jìn)行了優(yōu)化研究。
　　首先，機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法主要是利用多項(xiàng)式、拋物線、直線插補(bǔ)、三次樣條插值法和圓弧插補(bǔ)等進(jìn)行軌跡規(guī)劃,通過(guò)對(duì)這些軌跡規(guī)劃方法的對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)三次樣條插值

2、法不僅保留了分段低次插值多項(xiàng)式的各種優(yōu)點(diǎn)，而且還提高了插值函數(shù)的光滑性等優(yōu)點(diǎn)。所以，選擇三次樣條插值法規(guī)劃鋁錠堆垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡，既可以可保證結(jié)點(diǎn)處的速度和加速度連續(xù)，也可以使其軌跡平滑，減小了堆垛機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)機(jī)體的沖擊和振動(dòng)，大大提高了堆垛機(jī)的使用壽命。
　　其次，本文對(duì)堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行軌跡規(guī)劃。通過(guò)三次樣條曲線進(jìn)行堆垛機(jī)運(yùn)行軌跡規(guī)劃，建立垛層坐標(biāo)系，利用窮舉法求出了路徑最短時(shí)抓取點(diǎn)的位置（Z=425mm

3、）。利用三次樣條公式的定義及結(jié)合Matalb工具箱，求出了從第一層到第十一層的運(yùn)動(dòng)軌跡方程，并用Matalb進(jìn)行了仿真，得到了鋁錠堆垛機(jī)的十一層鋁錠堆垛的運(yùn)動(dòng)軌跡。
　　最后，通過(guò)規(guī)劃求解出的最短路徑，以時(shí)間最優(yōu)做為優(yōu)化目標(biāo)（第一層堆垛軌跡和第十一層堆垛軌跡為例），選用自適應(yīng)遺傳算法來(lái)求最優(yōu)解。簡(jiǎn)單介紹了遺傳算法的原理及實(shí)現(xiàn)步驟，根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)確定了目標(biāo)函數(shù)和適應(yīng)度函數(shù)，最終來(lái)得到遺傳算子。通過(guò)基于Matalb遺傳算法程序，基于工業(yè)