中国白酒拥有独特的风味,不仅带给人们物质和精神上的享受,而且创造巨大的经济价值。随着白酒需求量的增加,传统的白酒酿造技术无法满足酿酒制造业生产规模的需求,因此一些酒厂纷纷投入到酿酒自动化生产工作中去。但是,作为白酒酿造的非常重要操作——上甑操作仍然要靠手工完成。因此,本课题将两自由度机械臂应用在上甑操作,代替人工完成布料任务。为实现均匀布料,并保证机械臂在运动过程的平稳性,本文对两自由度机械臂的轨迹规划问题进行重点分析与研究。首先,通过查阅大量文献资料,明确酿酒上甑操作的工艺过程和特点。同时,对两自由度机械臂控制系统进行整体分析与描述,确定系统的控制器选择西门子S7-200系列PLC,皮带传送物料采用变频控制,变频器选择SINAMICS V20,大臂、小臂的控制采用伺服控制,伺服驱动器选择SINAMICS V20。通过建立二维坐标系,对两自由度机械臂进行运动学分析,并对运动路径有要求的轨迹规划问题进行简单的介绍与分析。然后,重点介绍了酿酒上甑过程中两自由度机械臂的轨迹规划算法。考虑到上甑操作初始布料要求酒醅均匀地铺撒在甑桶内,故给出期望的运动路径,为n圈圆形运动路径,采用圆弧插补算法进行轨迹规划。算法分为两步介绍,第一步计算圆形轨迹的圈数以及每圈的轨迹半径。第二步采取均匀插补方式进行每一圈的轨迹规划,计算每一圈的插补序列个数,得到插补序列点的坐标,通过运动学反解得到对应的关节向量。该算法在实际运行时出现机械臂运动不是十分平稳现象,故进一步提出优化算法,将机械臂运动过程中的加速度考虑进来,从而建立出数学模型,本论文采用遗传算法对优化问题进行求解,和之前算法进行比较,优化后的算法具有更好的特性。最后,介绍了两自由度机械臂的控制方式,采用脉冲控制法进行控制。应用PLC高速脉冲输出功能即PTO功能进行控制,对于上甑过程均匀布料操作,采用多段PTO控制,该种控制方式需要首先形成包络表,本论文重点介绍如何将反解得到的关节向量转化为包络表。对于上甑过程的定点定位布料操作,采用单段PTO方式进行控制。本论文通过对酿酒上甑过程两自由度机械臂的轨迹规划研究,初步实现了酿酒上甑过程的自动控制,具有十分重要的意义。