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四自由度直角坐标码垛机器人控制系统研究中的码垛机器人总体介绍

时间：2017-07-28 来源：机器人在线阅读：10489 原创

2.1.1码垛机器人总体结构

直角坐标机器人和关节型机器人常常用于自动化生产线上的搬运和码垛等任务。根据工厂生产线的实际情况，一般只需要设计4个自由度的直角坐标机器人就能够实现码垛任务，而且该类型机械手的空间姿态少，结构简单，重复定位精度高。相比较而言，在码垛任务己经确定的前提下，使用关节型码垛机器人比直角坐标机器人的造价要贵好几倍。从客户的角度考虑，研发设计出来的码垛机器人首先要满足客户的要求并且较好的完成码垛任务，其次在研发制造中应该节约成本。因此，在一般情况下优先选择直角坐标型码垛机器人完成流水线上的码垛。

本次课题的研究对象是四自由度直角坐标纸箱码垛机，其三维视图如上图2.1所示。码垛机器人不但可以沿着X轴(前后)，Y轴(左右)，Z轴(上下)方向作直线运动能够旋转(R)定位，R轴的旋转实现对货物的夹取以及码垛，其中R轴附加在Z轴。通过上图所示的三维视图，建立整体模型的机构简图如图2.2所示。

2. 1. 2技术指标

最大码垛尺寸:X· Y·Z =1800mm · 1800mm·1700mm

机械手旋转角度:±90°

直线定位精度:0. 1mm

直线最高速度:X轴为1.2m/s, Y轴为1 m/s, Z轴为0.2m/s R轴250° / s

旋转定位精度:0.1°

旋转轴负重:0-5kg

纸箱尺寸:X ·Y ·Z = 300mm·1 50mm·100mm

示教辅助编程

2.1.3工作环境需求

本课题的码垛机器人主要用于自动化生产线上纸箱的码垛，一般来说自动化生产线上环境比较差，粉尘、灰尘比较多，适合代替人工码垛。其用途是将纸箱从传送带上搬运到指定的码垛位置，按照既定的形式进行码垛。码垛机器人以其高效率、高精度、低成本的优势，广泛应于社会生产的各行各业中，代替了人工重复的劳动，对生产自动化起到了重要作用。

为了与其他的自动化设备合作完成生产任务，码垛机器人一般都用在生产线后端对物料进行码垛。通常都安放在室内，而且还要考虑到粉尘、气体的污染。同时，为了保证现场工作人员的安全，码垛机器人工作是应该将机身周围进行封闭，避免有人随意进出。纸箱码垛机器人的工作环境平面图如图2.3所示。

从上图可以看出码垛区域分成两部分，当纸箱从传送带上传递过来先放在暂存平台上，码垛机器人从暂存平台上抓取到纸箱后首先在右码垛区域进行码垛。当右边的码垛区域堆满纸箱之后，再对左边的码垛区域进行码垛，同时，现场的工作人员用叉车将右码垛区域的货物搬走，换上新的空托盘。当左边码垛区域堆满后，再反过来对右边的码垛区域进行码垛，同时，在左码垛区域换上一个新的托盘，就这样反复进行。如此便能使得码垛和货物的运输过程基本可以同步进行，进而节省了大量时间，提高工作效率。

先右码垛后左码垛是默认的码垛顺序，为了适应不同的工作要求，也可以先左码垛后右码垛，无论哪种码垛方式的工作流程本质上并不会发生改变，只需要通过编程就可以改变码垛方式。

码垛机器人四自由度直角坐标码垛机器人控制系统研究技术干货

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