1. 研究目的与意义
随着科技的发展，机器人技术的发展日新月异，在现代机器人技术的应用范围更是不断扩大，从传统的工业制造到现在的物流配送和服务业，涉及了人类生活的方方面面，机器人起着越来越重要的作用。
在这个过程中，码垛机器人因为在制造业、物流业、建筑业等领域起到的关键性作用而受到广泛的关注，成为工业机器人技术和传统工业生产方式改革的重要组成部分。
在目前的工业生产过程中所使用的码垛群机器人只能实现简单的单一程序已经设定好的动作，并且运动时的速度和稳定性较低，但是随着企业生产柔性化定制化的发展趋势下，产品存在多样性、位置不固定性，这就对码垛机器人的抓取过程、运动过程的轨迹、码放过程提出了更高的要求，因此设计一种适应性强、能够满足多种工作环境的控制系统设计是近年来码垛机器人发展的重要核心。
2. 课题关键问题和重难点
自主识别产品类型确定码放区域：自主识别产品类型确定码放区域其核心问题是准确识别，应用的技术是基于PC的（板卡式视觉系统PC-Based Vision System）联机式视觉系统和嵌入式机器视觉系统（视觉传感器Vision Sensor）的机器视觉技术，工业机器视觉技术在国外已经得到应用，推出了能够自动完成抓取物体的位姿和形状的识别的视觉定位系统机器人，但在国内关于视觉技术的研究应用还处于基础水平，大多数应用到工业生产领域的技术以低端开发为主高端应用领域还远远落后于发达国家，其主要原因是目前国内开发视觉识别技术识别率不高，因此提升识别准确率是应用机器视觉技术进行识别产品类型的核心问题。
规划出速度最快、最稳定的运动轨迹；码垛机器人轨迹规划的目的是驱动码垛机器人抓取并搬运货物运动到目标位置，以用户要求的位姿放置，并且能保证整个过程稳定、准确和高效，因此码垛机器人运动规划的难点主要在于提升路径拟合精度、运行效率和稳定性。
3. 国内外研究现状（文献综述）
码垛机器人控制系统设计首先进行的是对产品进行识别，码垛机器人对产品进行识别后，根据预先设计控制程序自动运行推算出最佳路径，将产品按一定码放规则码放在一定尺寸的木制或者塑胶材料的托盘等上，进行自动堆码。
码垛机器人的自动化控制不仅能够提高企业的生产效率和经济效益，而且对保证产品质量、优化作业布局和改善劳动条件的贡献也非常巨大。
因此实现码垛机器人控制系统的自动化，是系统设计的基本目标。
4. 研究方案
选用S7-1200西门子PLC单片机进行规划控制4个西门子v90伺服电机（型号：1FL6024-2AF21-1AB1)，运行采用四轴联动的方式，基于视觉机器技术，在机器人进行工作中视频采集控制器完成视频的采集和对视频的分析工作，视觉机器技术与码垛机器人机构相结合，自主规划出最平稳的运动轨迹。
根据文献论证得到最佳的轨迹规划算法，设计码垛机器人控制系统，编写最优策略控制程序，检测码垛机器人的避障能力及末端执行器的运动精度，实现对已知空间和未知空间情况下的码垛机器人的路径轨迹规划。
5. 工作计划
1、认识码垛机器人，对码垛机器人的机械结构、工作运行轨迹进行深入了解，查阅资料了解码垛机器人国内外的发展现状。
（2022.1.1-2022.1.8）2、查阅文献资料，了解关于国内外码垛机器人控制系统的研究发展现状，对限制码垛机器人控制系统发展的原因进行分析，即对视觉机器技术、码垛机器人运动路径规划、基于码垛机器人运动规划的算法进行分析研究，学习《机器人运动学》通过Matlab等软件进行仿真模拟寻找运行速度最快、最稳定的最佳轨迹，确定最优的运动规划算法。
（2022.1.9-2022.2.17）3、进行码垛机器人控制系统程序编写，使其能够实现自动识别产品、自主规划最佳运动轨迹的功能。
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