2020年第48卷第8期
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毛丽民等 基于
码垛59
收稿日期:2019-10-14
基金项目：苏州市科技计划项目(SYG201504)
基于STM32的码垛机器人设计与实现
毛丽民，陈 煜，杨海萍
(常熟理工学院电气与自动化工程学院，常熟215500)
摘 要：提出一种低成本㊁可在大范围内作业的码垛机器人系统设计㊂该系统以STM32为控制核心，利用脉冲波形驱动步进电机进行准确移动，堆垛过程中加入了梯形加减速算法，用于提高定位移动的快速性和稳定性㊂经调试系统工作正常，该系统设计成本低㊁堆垛效率较高，具有一定的应用前景㊂ 关键词：步进电机;STM32；三维平台；码垛机器人
中图分类号:TM383.6 文献标志码:A 文章编号:1004-7018(2020)08-0059-04
Design and Implementation of Palletizing Robot Based on STM32
MAO Li -min ,CHEN Yu ,YANG Hai -ping
(School of Electrical and Automation Engineering,Changshu Institute of Technology,Changshu 215500,China)
Abstract :A low-cost palletizing robot system which can work in a large range was studied.The system took STM32as
细胞破碎the control core,used pulse waveform to drive stepper motor to move accurately,and added trapezoidal acceleration and de⁃celeration algorithm to improve the speed and stability of positioning movement.After debugging,the system worked normal⁃ly,the design cost of the system was low and the stacking efficiency was high,which has certain application prospects.
Key words :stepper motor,STM32,3-axis platform,palletizing robot
0 引 言
码垛机器人是根据特定要求，完成自动拿取㊁搬运和堆垛的自动化机器设备㊂在高温㊁高压㊁多粉尘等恶劣环境中，码垛机器人可代替人工作业，节省大量人力资源，大幅提高工作效率㊂
目前，面对人工成本增加㊁招工难的现象，很多制造企业希望用设备代替人工，从而实现无人化工厂的目标㊂但是动辄数万元一套的机械手或者价格昂贵的非标设备，使得企业转型遇到很大障碍㊂在这种情况下，低成本的三轴移动平台就有了很大的应用前景，市场很多锁螺丝机㊁点胶机㊁焊锡机㊁打标机等都是三轴平台的应用㊂一台三轴移动平台，可以代替2~3人的作业㊂例如锁螺丝机，一个点位的速度可以达到0.5s 以内，比人工效率至少高3倍以上㊂三轴移动平台可以根据需求选择不同的电机和传动装置，并且工作空间相比机械臂而言更大㊂
番茄采摘机1 码垛机器人系统的方案设计
本文设计的码垛机器人由2个X 轴(运动轴与辅助轴)㊁1个Y 轴和1个Z 轴组成，底座有铝型材支撑架空，从而在较大范围内实现定位移动㊂三轴都是由带编码器的步进电动机驱动㊂控制器发送高
防霉片低电平控制方向，发送频率及个数都可改变的脉冲来调节3个步进电动机的转速和旋转圈数㊂利用加减速算法来提高系统的工作效率的同时，满足稳定性的要求[1]㊂码垛上装有9个光电限位开关，来配合控制器进行行程限制以及原点搜索㊂最后通过对末端执行器的吸取或抓取控制来实现对物料的整齐
堆垛[2-3]㊂图1为码垛机器人结构㊂
图1 4轴龙门平台结构图
sofa燃烧器X ,Y ,Z 轴都选用相同型号的MH45导轨，其中Y 轴长1200mm(有效行程800mm)㊁两个X 轴长
1050mm(有效行程800mm)㊁Z 轴长450mm(有效行程200mm)，另外还有5个联轴器㊁3个57系列步进电动机支架㊁1个T 型连接板㊁4个地脚座㊁2个高脚座及1根长850mm㊁直径12mm 的传动轴[4]㊂
图2为码垛机器人控制系统示意图
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图2 码垛机器人控制系统示意图
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