码垛机器人结构介绍

时间：2017-12-27 来源：机器人在线阅读：62481

码垛机器人结构介绍

性能参数

参照安川、发那科、新松等公司现有的码垛机器人性能参数，以及根据现场的实际应用需求，制定出课题所研究的码垛机器人性能参数如表2.1所示。

其中，四个自由度表示机器人腰部和手爪的回转运动，以及竖直和水平方向上的平移运动。其工作空间是一个圆柱体空间，且其截面需满足一个长宽为1300mm×1900mm的矩形。机器人在不包含手爪重量的情况下，额定负载需要达到80KG。码垛机器人腰部旋转关节与手爪旋转关节在不考虑走线的情况下，需要能够旋转3600，水平移动关节能够控制末端在水平方向上运行1400mm，竖直移动关节能够控制末端在竖直方向上移动 2000mm，并且码垛机器人能够在带有额定负载的情况下，最大达到300次/小时的运动节拍。腰部关节和手爪关节的最大速度能够分别达到100°/s与150°/s，水平关节和竖直关节的最大速度能够达到1000mm/s。

码垛机器人机械结构

工业机器人的主要部分通常是杆件与关节机构。各个杆件通过关节的拓扑结构主要分为三种:串联结构、并联结构、混联结构。对应三种类型机器人:串联机器人、并联机器人、混联机器人

如图2.1所示，为课题研究的混联型码垛机器人，该结构机器人不仅具有串联机器人工作空间大的特点，还具备并联机器人刚度大、负载能力强等特点。其主要包含3大部分:腰部基座、并联部分以及手爪。基座部分是机器人的基础，控制机器人绕腰部回转轴旋转。核心机构是并联部分的平行四连杆结构，小臂通过前、后大臂与导轨滑块相连，通过丝杠驱动机器人手爪沿水平方向伸展和垂直方向俯仰。同时，手爪安装在小臂末端，为保证手爪始终平行于地面，臂部部分还耦合一组平行四边形拉杆机构。

其中，1—手爪部分;2—水平副杆;3—小臂;4—前大臂;5—后大臂;6—竖直关节导轨;7—竖直丝杠;8—竖直滑块;9—水平滑块;10—水平关节导轨;11—水平丝杠;12—腰部基座。

该机械结构包含4个自由度，即机身绕基座与手爪的回转运动，机械人末端在水平和垂直方向上的平移运动。四种运动分别由四个伺服电机驱动。其中，腰部和手爪部分的电机通过谐波减速器驱动腰部和手爪的旋转，水平和竖直关节的电机通过同步带减速后带动水平、垂直关节的丝杠旋转，丝杠则通过滑块驱动前、后大臂沿导轨做水平和竖直方向上的平移运动。

这种机构的机器人控制简单，具有很强的刚性，且其结构特点非常适合现场生产线上传送带和垛盘之间的码垛任务。