基于Delta机构的高速并联机器人.doc

基于Delta机构的高速并联机器人

AHigh-speedParallelrobotBasedontheDeltaRoboticMechanism

刘海波1,刘海港2,马思乐1

(1、山东大学控制科学与工程学院，山东，济南250061；

2、青岛钢铁控股集团有限公司第二炼钢厂，山东，青岛266043)

摘要:本文介绍了一种基于Delta机器结构的并联搬运机器人设计。该结构的搬运机器人和同等规格的串联机器人相比，具有速度快、定位精度良好、工作可靠稳定、可柔性适应多种流水线作业的应用等优点。详细介绍了Delta机器人的应用领域和机器人的系统设计，如硬件系统设计、视觉识别系统设计和软件控制系统设计，软件控制系统的模组化设计是该系统的创新特色，各个模组功能界定清晰，最大程度提高了系统在功能上的移植性和可扩展性。

关键词：Delta机构并联机器人VC高速搬运

Abstract:ThisarticleintroducesaparalleltransportrobotdesignbasedontheDeltaRoboticMechanism.Therobothashighspeed,goodpositioningaccuracy,reliabilityandflexibletoadapttoavarietyofpipelineoperationsrelativetoanequivalentserialrobot.EspeciallytoillustratetheapplicationsandsystemdesignoftheDeltarobot,suchashardwaresystemdesign,visualidentitysystemdesignandsoftwarecontrolsystemdesign.Themodulardesignofthesoftwarecontrolsystemistheinnovativefeaturesofthesystem,eachofwhichisclearlydefined,Greatlytoenhancethesysteminthefunctionofportabilityandscalability.

Keywords:DeltamechanismParallelrobotVCHigh-speedtransport

1、引言

Delta并联机器人在1985年诞生在瑞士的洛桑联邦理工学院，是由R.clavel提出的，因其基座平台和运动平台都呈现三角形形状而得名。当时工业生产中迫切需要一种机器人，这种机器人是一种小型化的机构，用于实现对轻小物件的快速抓取和放置，每秒能完成两次以上的循环操作，Delta机器人应运而生[1]。直到在1999年，\oABB阿西亚·布朗勃法瑞ABB开始推广自己的delta机器人，FlexPicker。近些年，日本Fanuc公司亦在推广其Delta高速并联机器人，M-3iA。本文基于实验室独立研发且已初步完成的Delta机器人整体架构和功能，主要从控制的角度探讨Delta机器人硬件驱动控制系统的搭建，视觉识别系统的设计和软件控制系统的方案。此方案经过实体搭建和控制运行实验证明Delta机器人并联机构刚性好，行动快速和定位精度高等特点，对于工业现场并联高速搬运机器人的研发具有一定的参考价值。

2、背景介绍

工业机器人是一种程序可编程，并且具有独立控制系统，抓放和操纵工具的自动化机械装置，是典型的机电一体化高科技产品。一般来讲，根据结构形式不同机器人可分为串联机器人和并联机器人两大类。串联机器人是目前最常见的工业机器人，一般的串联机器人往往有一个\o拟人论拟人化的机械手臂结构，即刚性连接的串行链，由\o联合（消歧）接头（如旋转）连接，形成一个肩、肘或手腕。该类型机器人的优势是作用空间较大，其缺点是一个开放的运动结构所固有的低刚度，携带和移动的执行器的重量过大，他们可以操纵的有效载荷相对较低，链接的错误的积累和放大等。

并联机器人是一类全新的机器人，它具有刚度大、承载能力强、精度高、可柔性适应多种流水线作业等优点。在工业上并联机器人可以作为精密操作的微动器或大件的装配机器人等。经过了几十年的研究，虽然并联机器人在理论上已经比较成熟，但是大部分机器人还是在大学的实验室，走进工业生产现场的并联机器人还比较少。随着我国先进制造技术的发展，工业机器人已从当初的柔性上下料装置，正在成为高效率、高度柔性和可