码垛机器人最优路径控制系统硬件结构 电气柜设计 码垛机器人运动控制平台控制柜内所有接线，均通过航空插头接到柜体上，机械本体或外部设备均通过航空插头连接，且控制柜内电气元器件需具备防震、防水功能。电气柜添加有五个控制按钮，分别为启动、停止、急停、复位、钥匙开关，功能分别是给控制柜内元器件上电、停止控制柜内元器件供电、停止动力电、回机械原点和作为总控制开关。如图2.2所示，为码垛机器人控制系统电气柜实物图。 其中，1一交流接触器，传送带上光电开关产生信号变化时通过交流接触器反馈DI信号给控制器。2-2相断路器，保护220V回路。3一交流接触器，通过启动按钮控制通断，防止其过电流。4一中间继电器，通过控制器DQ输出控制通断，从而进行伺服器使能操作。5一中间继电器，通过控制器DQ输出控制通断，从而控制机器人手爪的张开和闭合以及手爪内的伸缩。6-CPS电源模块，将220V转为24V给控制器供电。7-EIO模块，扩展控制的IO口。8-MAC 1600，控制系统的主控器。9一大型断路器，保护380V控制回路。10一交流接触器，通过急停按钮控制通断，防止其过电流。11-隔离电压器，将3相380V转化为3相220V，给伺服器供电。12一断路器，保护四个伺服器。13一伺服驱动器，驱动相应的电机运动。 伺服系统 伺服驱动机构是机器人的动力部件，关系到整个机器人是否能够平稳输出课题研究的码垛机器人四个自由度上的电机型号表和伺服驱动器型号表，如表5.1, 5.2所示。 根据系统设计要求，为增加电机扭矩，在腰部和手爪两个自由度上分别选取了两个减速比1:80, 1:60的减速机，减速机在增加输出转矩的同时，还将电机的键连接转变为法兰连接，有利于主动臂的安装。竖直和水平自由度上选取减速比1:1.5的同步带，通过同步带安装可以减少电机的安装空间，并且节约了成本。 如图5.3所示，为水平自由度上的伺服系统电气图。并以水平轴为例进行说明。 图5.3为CUS 100伺服器，其伺服器输入电压为3相220V，伺服驱动器的动力电和控制电是分开的，具体电气连接可以参见CUS 100伺服说明书。图5.3中QO1, HQ1,QOS等接口为机器人控制器MAC 1600运动控制器的数字量输出，用于控制水平的使能，脉冲和方向。I02与I03分别作为伺服报警与准备好信号，作为控制器的输入。伺服器的U,V,W,PE作为伺服电机的动力电输入。 传输系统 码垛机器人的传输机构主要是三部分的传送带，将物料运输到目标位置，由码垛机器人将其搬运到垛盘上。传输系统的控制通过变频器与电机，每一部分的传送带下方都装有变频器与电机，通过变频器的远程通讯功能，通过串口由运动控制器MAC 1600进行控制，通过往固定的Modbus地址写入相应的数据，实现对传送带的启停控制、以Z传送带的速度控制。在最后一段的传送带上装有两个光电开关，由它检测物料的到来，作为DI信号反馈给控制器，由此控制目标传送带的启停。

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