关键词：纱筒换料;机械臂;精准抓取;伺服控制;轨迹跟踪
摘 要：纱筒取装换料是纺织车间里常用的一种作业，利用机械臂系统去实现纱筒换料，能够实现纺织车间作业效率的提升。在纱筒换料多自由度抓取机器人抓取纱筒放置到纱架的过程中，机器臂末端夹爪要精准抓取纱筒进行上下料，对机械臂要有精确，快速控制的需求，因此，研究关节机器人的运动轨迹的跟踪控制具有重要意义。为使得机器人在运动控制中精确定位，对纱筒夹取机械臂系统进行动力学建模得到相关力矩参数，对机械臂关节电机进行数学建模，并构建了机械臂的关节轨迹跟踪伺服控制系统，基于PID控制算法，利用MATLAB软件Simulink平台对五自由度机械臂模型进行轨迹跟踪可视化仿真实验，给定期望角度,通过PID控制算法的跟踪得到其实际输出角度，仿真实验结果表明PID控制算法跟踪轨迹误差小于0.08(rad)，机械臂系统在0.02秒内快速响应，纱筒抓取五自由度机械臂系统在0.3秒内可达到系统稳态时间，能够使得机械臂末端夹爪对纱筒进行精确的抓取，满足了纺织车间对于纱筒上下料的作业需求，同时提高了其工作效率。
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