搬运机器人控制系统设计与研究

（江西瑞林装备有限公司，江西 南昌 330032）

搬运机器人在实际应用中，对于工业生产质量的提升、生产效率提升以及生产服务成本的控制，发挥了重要的作用。在此背景下，关于影响搬运机器人运行质量的控制系统设计，引起了广泛的关注。因此在实际发展中，如何有效地进行搬运机器人控制系统设计，并且提升搬运机器人的运行质量，则成为当前搬运机器人控制系统设计发展中主要研究的问题。笔者简要剖析了搬运机器人控制系统设计，以盼能为相关搬运机器人的控制系统设计提供参考。

1 搬运机器人控制系统设计中的主要内容分析

1．1 控制系统设计

搬运机器人控制系统在设计研发中，控制系统设计为重要的设计内容。其中控制系统在设计中，分析搬运机器人的运行流程，设计人员通常采用PLC技术以及网络技术进行其控制系统的设计研发。通过PLC技术、网络技术以及可编程控制器的应用，达到对搬运机器人多组运行功能的集成化控制，同时对于搬运机器人运行中的灵活性提升，也发挥了重要的作用。另外，从技术的成熟度进行分析，PLC技术作为工业生产系统中常用的一类控制技术，其技术的应用发展较为成熟，因此，在搬运机器人控制系统设计中应用PLC技术，可行性高，且设计成本相对较低，对于搬运机器人后期的造价成本控制，也发挥了一定的作用。

1．2 传感系统设计

搬运机器人在运行中，从其系统控制运行流程分析，主要的运行流程为：系统启动-数据传输-数据处理-移动-机械手运行-搬运物品-移动-卸货-回归原处。其中，在软件配合硬件运行的过程中，为确保其运行中的准确性，传感系统设计则为重要的系统设计内容。传感系统在设计作业中，从搬运机器人的外观造型以及搬运机器人的运行环境进行分析，主要结合网络摄像头、人工智能技术以及网络技术、红外探测技术、雷达探测技术，实施的传感系统设计。其中传感系统的设计及应用，降低了搬运机器人在运行中的误差率，此外，对于搬运机器人运行中的安全性提升，也发挥了重要的作用。

1．3 机械系统设计

搬运机器人控制系统在设计中，机械系统设计为重点设计内容。机械系统设计作业在实施中，从整体的系统组成方面分析，主要包括两大模块的设计。其一为机械硬件部分的设计，设计中主要包括机械手臂设计、轴承结构设计、承重结构设计、移动构件设计等方面的设计；其二为硬件控制系统的设计，通过传感器、可编程控制器以及网络线路的设计，达到对机械系统的运行控制。

1．4 探测系统设计

从搬运机器人的运行环境以及搬运机器人的运行控制逻辑进行分析，探测系统设计为搬运机器人控制系统设计中的重点内容。探测系统设计作业在实施中，确保了搬运机器人的运行准确性和稳定性，此外，也降低了搬运机器人在运行中出现的事故率。其中，从安全性以及技术成熟度的角度进行分析，当前在搬运机器人的控制系统设计中，关于探测系统的设计，主要通过应用红外探测技术、雷达探测技术以及超声波探测技术、结合传感技术，进行设计的搬运机器人探测运行系统。

1．5 安全系统设计

从搬运机器人的运行工作环境进行分析，为确保搬运机器人在复杂环境中的运行稳定性，安全系统设计则为重要的系统设计内容。其中安全系统的设计作业实施，整体的设计逻辑较为复杂，从系统组成方面分析，包括两大部分的设计。其一为外部安全设计，通过减少搬运机器人外观棱角，尖角的方式，降低搬运机器人在运行中，发生撞击或其他事件中的事故危害；其二软件系统设计，软件系统设计主要结合探测系统、传感系统以及动力系统的配合调试，进行搬运机器人运行中避障功能，运行速度的实时控制和调整，同时达到提升装置运行中的安全稳定性。

1．6 定位系统设计

定位系统设计为搬运机器人控制系统设计中的重点内容，其中定位系统设计的作用，主要表现为物品装卸定位、避障定位、回归定位、运行定位、随机定位、远程定位等方面。其中定位系统的设计，对于搬运机器人的运行灵活性、运行效率提升、运行安全性控制以及运行稳定性提升，发挥了重要的作用。其中定位系统的设计，主要通过触发性的探测系统设计、系统内部地图置入、固定定位地区设定以及智能定位系统设计进行的全系统定位设计。

1．7 动力系统设计

搬运机器人控制系统在设计中，动力系统设计为核心设计内容。其中在具体的设计作业中，从当前普遍的技术发展趋势以及安全控制的角度进行分析，搬运机器人动力系统的设计，主要应用的动力源为电能。因此，动力系统的设计主要为电动机设计、动力传输系统设计以及安全设计方面的内容，其中常用的供电电源为：锂电池或铅酸电池。另外，安全设计方面的内容，主要包括制动系统的设计以及安全防护方面的设计，主要为电池结构的防水防潮设计、电力线路的安全防护设计以及结构外部安全防护设计。

2 关于搬运机器人控制系统设计中的注意事项分析

2．1 系统可靠性检测试验

搬运机器人控制系统在设计中，其系统设计的可靠性检测试验，为系统设计中的重要注意事项。系统可靠性的检测试验作业实施，保障了搬运机器人运行中的安全性和稳定性。其中在具体的可靠性检测试验中，主要的检测试验项目包括：软件控制与硬件响应现状测试、动力传输测试、构件配合状态测试。具体测试中包括实验室测试以及现场测试两个板块，其中现场测试应在实验室测试完成后进行。现场测试中主要针对搬运机器人在复杂环境中，各运行功能以及自动化功能运行状态进行测试。

2．2 系统安全性检测试验

安全性检测试验从搬运机器人的运行控制逻辑以及现场环境进行分析，主要通过避障功能测试、机动性控制测试以及电气系统测试方面进行落实。其中避障功能测试，主要通过在搬运机器人的运行坐标中，设置障碍物，测试搬运机器人的反应状况，进行其系统设计质量的评估。其次，机动性设计，主要针对搬运机器人的紧急制动功能进行测试，确保其在复杂运行环境中的运行安全性。另外，电气系统测试，主要针对电能供应中的系统能耗、运行功率、电气安全性方面进行测试。

2．3 软件测试

搬运机器人控制系统设计在实际设计中，即为软件结合硬件调试的总体系统设计。其中软件测试则为系统设计中的重要注意事项，具体在软件测试作业的实施中，测试人员主要针对软件在超负荷运行环境下的运行状态、运行控制准确性以及软件配合硬件的自动化运行状态进行检测，以此完善地落实软件测试作业。其次，分析通过软件测试作业的实施，降低了搬运机器人在运行中的事故率，同时对于控制软件的运行质量提升，也发挥了重要的作用。

2．4 扩展性及兼容性测试

科技在不断发展的过程中，软件及硬件技术的提升、扩展性及兼容性为评估软件及硬件应用质量以及技术先进程度的重要指标。其中在搬运机器人的控制系统设计中，落实系统扩展性及兼容性的测试，则为重要的注意事项。其中扩展性及兼容性的测试，主要从硬件系统的设计技术、技术支持、接口支持、基础协议支持以及可升级状态方面进行测试和评估。其次软件方面，主要从基础的架构技术以及可扩展模块接口的设计预留方面进行评估分析。通过系统的扩展性及兼容性测试，达到对控制系统性价比、销售成本以及市场竞争力的有效评估，同时达到规范设计技术以及推动技术创新发展的目的。

3 结语

从当前搬运机器人控制系统的设计发展现状以及搬运机器人在运行中的功能效果进行分析，实际发展中设计人员为有效的提升技术应用效果，同时增强控制系统的应用安全性，具体在搬运机器人控制系统的设计中，设计单位还应从控制系统的可靠性、安全性、扩展性、兼容性以及软件测试方面进行发展。以此合理地提升控制系统应用质量，同时减少因控制系统性能不足，造成的搬运机器人运行事故率高以及可靠性不足的现象。