基于快速搜索随机树的薄片元件拾取机械手电控系统设计*

郑水林，李守军※，王志铭

（1. 宿迁学院机电工程学院， 江苏宿迁 223800；2. 中国矿业大学信息与控制工程学院， 江苏徐州 221116）

0 引言

以散列薄片状微型元件为基础的构件装配，受制于散列元件的拾取精度和拾取效率，难以匹配末端产品对基础构件的时效需求[1]。为解决这种困难，宿迁学院互联网+创新团队研制了基于振动送料盘的散列元件拾取装置，其震动能量驱动散列薄片元件沿螺旋轨道顺序排列并推挤前进，后经位于轨道末端的传感器感知并由PLC 启动机械手夹取微型薄片元件。其次，机械手路径规划是系统高效运转的必要条件[2-3]，如何选择合适的方法确定机械手不同自由度下关节的运动轨迹，对于优化电控系统软件设计具有重要指导意义[4]。

本文将从协调送料取料动作次序，保障送件取件时空的有效配合，提高机械手对薄片状散列微型元件拾取的快速性和准确性等层面出发，研究路径规划实施思路、电控系统设计方案、机械手控制工艺及基于其的软件设计方法。

1 微型薄片元件拾取机电装置

拾取装置包括振动送料盘和五自由度机械手两个组成部分，如图1所示。振动送料盘装置是为提高薄片元件拾取效率所研发的关键设备。振动送料盘设计有螺旋形轨道，微型薄片元件在震动能量的驱动下沿轨道螺旋上升，散列元件在轨道中顺序排队并推挤前进直到轨道末端，然后振动盘停止振动，等待机械手取件。取件机械手部分包括金手指、手臂、手腕、X轴平移气缸、Y轴伸缩气缸、 摆臂气缸、直角坐标标尺和导向构件等。……