碼垛機器人的機械結構設計畢業(yè)設計說明書-在線瀏覽
2025-03-06 03:09本頁面
【正文】 蓬勃發(fā)展以及對產品精度的要求不斷提高，機器人加工逐漸成為一種被普遍應用的加工方法，而碼垛是物流自動化技術領域一門新興技術，碼垛按照一定模式，一件件堆成碼垛，以便使單元化的碼垛實現物料的搬運、存儲、裝卸運輸等物流活動，隨著工業(yè)化大生產規(guī)模的擴大，促使碼垛自動化，以加快物流的速度，保護工人的安全和健康，同時也能獲得整齊一致的物垛，減少物料的破損和浪費。碼垛機器人是當今機電一體化的高科技產品，在現代企業(yè)物流管理中占有重要地位，它對于企業(yè)提高生產效率、增進經濟效益、保證產品質量、改善勞動環(huán)境、優(yōu)化作業(yè)布局有著突出的貢獻，其應用的數量和質量標志著企業(yè)生產自動化的先進水平。近年來，國內外碼垛機器人技術獲得了前所未有的發(fā)展，碼垛機器人的吞吐量、柔性、處理速度以及抓取載荷在不斷的升級，適應場合也在不斷的擴大口。 第 1 章 碼垛機器人現狀研究 引言碼垛機器人是實現包裝和物流自動化的關鍵裝備，針對生產線中各式產品的碼垛要求，可實現自動、高速、準確、連續(xù)的碼垛作業(yè)，并能降低工人勞動強度，提高生產效率。目前，ABB、FANUC、KUKA等主流機器人廠家均擁有系列化的碼垛機器人產品，并壟斷了國內外市場；而在國內，碼垛機器人的研究才剛剛起步，國產的、成熟的、產業(yè)化的碼垛機器人產品還未出現。 結構分析與通用型機器人不同，碼垛機器人有獨特的作業(yè)特點：搬運物料實現空間內的平移和水平面內的旋轉，無需進行物料的翻轉，因而采用了獨特的結構。KR180—2PA最大負載總質量為180 kg，采用4軸鉸鏈式結構，由6部分組成：基座、腰轉部件、大臂、小臂、腕部和工具法蘭，由JTJTJT3和JT4共4個關節(jié)驅動，其結構形式如圖l所示。各關節(jié)由交叉滾子軸承承載，利用交流伺服電機+精密RV減速器驅動。機器人末端工具法蘭的位置，通過控制JTJT2和JT3關節(jié)來實現；末端工具法蘭的姿態(tài)，則通過控制JT1和JT4關節(jié)的轉動來保證；在腕部姿態(tài)的控制上，采用了獨特的結構。 本體性能研究碼垛機器人主要用于搬運重載物體實現大空間轉移，且高速度、高精度運行，其本體的主要性能參數包括負載能力、工作空間、運動性能、重復定位精度等。以下通過分析比較已有碼垛機器人產品的性能參數，基本明確了碼垛機器人本體開發(fā)中的各項性能指標。按照負載總質量能力劃分，各機器人廠家均形成了完整的碼垛機器人規(guī)格系列，表l列出了ABB、FANUC、KUKA、YASKAWA、KAWASAKI這5大品牌的四軸碼垛機器人負載系列表1 各品牌碼垛機器人的負載總質量系列規(guī)格表（單位:kg）ABB 30 110 180 250 450 700KUKA 40 100 180FANUC 40 160 300 450 700YASKAWA 50 160KAWASAKI 130 250 在包裝行業(yè)，對于碼垛機器人的需求主要集中在100～300 kg負載總質量范圍內。如ABB的IRB660—180和IRB 660—250、KUKA的KR 100—2 PA和KR180—2PA、FUANC的M一410iB／160M一410iB／30OKAWASAKI的ZD130S和ZD250S等。圖2是ABB的IRB660—180、KUKA的KR 180—2PA和KAWASAKI的ZD130S工作空間的疊加圖。表2將各品牌碼垛機器人對應型號的性能指標進行了橫向比較，從中可以發(fā)現碼垛機器人性能指標的共性 ；表3則以KUKA為例，將碼垛機型KR180—2PA與其對應的通用機型KBl80—2進行了縱向比較 ，凸顯了碼垛機器人不同于通用型機器人的性能特點。 運動性能為了適應前端包裝工段的生產速度，碼垛作業(yè)往往對節(jié)拍要求高。當然，最直接的運行性能參數，還是各個軸的運動速度。 重復定位精度重復定位精度，指機器人在相同的運動指令下，連續(xù)重復運動若干次，其位置之間的誤差度量，是機器人的主要技術參數之一。從表2可看出，其重復定位精度能控制在177?；趯Υa垛機器現狀的研究選取ABB碼垛機器人進行三維建模設計和分析。如圖3機器人：圖 3 機器人 主要技術參數如表4荷重 110 kg到達距離 m軸數 4防護等級 IP67安裝形式 落地物理性質機器人底座尺寸 1007720 mm機器人重量 925 kg性能（根據 ISO 9283 標準測定）重復定位精度（RP） mm重復循環(huán)精度（RT） mm 結構組成 底座為了到達很好的穩(wěn)定性由鋼結構焊接而成，主要起到支撐機械臂的作用。如圖42轉盤： 圖 42 轉盤驅動平行四邊形下端短臂400為驅動臂，其余均為從動臂，且上端長臂1425其中400為驅動四邊形的短臂，1025部分為從動平行四邊形的驅動臂。 圖 5 驅動四邊形機構簡圖 圖 6 驅動平行四邊形 兩組從動平行四邊形,一組由驅動四邊形的短臂1425作為驅動臂，如圖7從動四邊形機構簡圖A，圖8從動四邊形A。 圖 9 從動四邊形機構簡圖
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