碼垛機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書-在線瀏覽
2025-02-03 16:43本頁面
【正文】 的擴(kuò)大，促使碼垛自動化，以加快物流的速度，保護(hù)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(jī)器人是當(dāng)今機(jī)電一體化的高科技產(chǎn)品，在現(xiàn)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(chǎn)效率、增進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益、保證產(chǎn)品質(zhì)量、改善勞動環(huán)境、優(yōu)化作業(yè)布局有著突出的貢獻(xiàn)，其應(yīng)用的數(shù)量和質(zhì)量標(biāo)志著企業(yè)生產(chǎn)自動化的先進(jìn)水平。近年來，國內(nèi)外碼垛機(jī)器人技術(shù)獲得了前所未有的發(fā)展，碼垛機(jī)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(yīng)場合也在不斷的擴(kuò)大口。 第 1 章 碼垛機(jī)器人現(xiàn)狀研究 引言 碼垛機(jī)器人是實現(xiàn)包裝和物流自動化的關(guān)鍵裝備，針對生產(chǎn)線中各式產(chǎn)品的碼垛要求，可實現(xiàn)自動、高速、準(zhǔn)確、連續(xù)的碼垛作業(yè)，并能降低工人勞動強度， 提高生產(chǎn)效率。 目前， ABB、 FANUC、 KUKA等主流機(jī)器人 廠家均擁有系列化的碼垛機(jī)器人產(chǎn)品，并壟斷了國內(nèi)外市場；而在國內(nèi)，碼垛機(jī)器人的研究才剛剛起步，國產(chǎn)的、成熟的、產(chǎn)業(yè)化的碼垛機(jī)器人產(chǎn)品還未出 現(xiàn) 。 結(jié)構(gòu)分析 與通用型機(jī)器人不同，碼垛機(jī)器人有獨特的作業(yè)特點：搬運物料實現(xiàn)空間內(nèi)的平移和水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)，無需進(jìn)行物料的翻轉(zhuǎn)，因而采用了獨特的結(jié)構(gòu)。 KR180— 2PA最大負(fù)載總質(zhì)量為 180 kg，采用 4軸鉸鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，由 6部分組成：基座、腰轉(zhuǎn)部件、大臂、小臂、腕部和工具法蘭，由 JT JT JT3和 JT4共 4個關(guān)節(jié)驅(qū)動，其結(jié)構(gòu)形式如圖 l所示。各關(guān)節(jié)由交叉滾子軸承承載，利用交流伺服電機(jī) +精密 RV減速器驅(qū)動。機(jī)器人末端工具法蘭的位置，通過控制 JT JT2和 JT3關(guān)節(jié)來實現(xiàn)；末端工具法蘭的姿態(tài)， 則通過控制 JT1和 JT4關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動來保證；在腕部姿態(tài)的控制上，采用了獨特的結(jié)構(gòu)。 本體性能研究 碼垛機(jī)器人主要用于搬運重載物體實現(xiàn)大空間轉(zhuǎn)移，且高速度、高精度運行，其本體的主要性能參數(shù)包括負(fù)載能力、工作空間、運動性能、重復(fù)定位精度等。以下通過分析比較已有碼垛機(jī)器人產(chǎn)品的性能參數(shù)，基本明確了碼垛機(jī)器人本體開發(fā)中的各項性能指標(biāo) 。按照負(fù)載總質(zhì)量能力劃分，各機(jī)器人廠家均形成了完整的碼垛機(jī)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(jī)器人負(fù)載系列 表 1 各品牌碼垛機(jī)器人的負(fù)載總質(zhì)量系列規(guī)格表（單位 :kg） ABB 30 110 180 250 450 700 KUKA 40 100 180 FANUC 40 160 300 450 700 YASKAWA 50 160 KAWASAKI 130 250 在包裝行業(yè)，對于碼垛機(jī)器人的需求主要集中在 100～ 300 kg負(fù)載總質(zhì)量范圍內(nèi)。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(jī)器人對應(yīng)型號的性能指標(biāo)進(jìn)行了橫向比較，從中可以發(fā)現(xiàn)碼垛機(jī)器人性能指標(biāo)的共性 ；表 3則以 KUKA為例，將碼垛機(jī)型 KR180— 2PA與其 對應(yīng)的通用機(jī)型 KBl80— 2進(jìn)行了縱向比較 ，凸顯了碼垛 機(jī)器人不同于通用型機(jī)器人 的性能特點。 運動性能 為了適應(yīng)前端包裝工段的生產(chǎn)速度，碼垛作業(yè)往往對節(jié)拍要求高。當(dāng)然，最直接的運行性能參數(shù)，還是各個軸的運動速度。 重復(fù)定位精度 重 復(fù)定位精度，指機(jī)器人在相同的運動指令下，連續(xù)重復(fù)運動若干次，其位置之間的誤差度量，是機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)之一。從表 2可看出，其重復(fù)定位精度能控制在177。 基于對碼垛機(jī)器現(xiàn)狀的研究選取 ABB碼垛機(jī)器人進(jìn)行三維建模設(shè)計和分析。 如圖 3機(jī)器人 ： 圖 3機(jī)器人 主要技術(shù)參數(shù)如表 4 荷重 110 kg 到達(dá)距離 m 軸數(shù) 4 防護(hù)等級 IP67 安裝 形式 落地 物理性質(zhì) 機(jī)器人底座尺寸 1007 720 mm 機(jī)器人重量 925 kg 性能（根據(jù) ISO 9283 標(biāo)準(zhǔn)測定） 重復(fù)定位精度（ RP） mm 重復(fù)循環(huán)精度（ RT） mm 結(jié)構(gòu)組成 底座為了到達(dá)很好的穩(wěn)定性由鋼結(jié)構(gòu)焊接而成，主要起到支撐機(jī)械臂的作用。 如圖 42轉(zhuǎn)盤： 圖 42轉(zhuǎn)盤 驅(qū)動平行四邊形 下端短臂 400為驅(qū)動臂，其余均為從動臂，且上端長臂 1425其中 400為驅(qū)動四邊形的短臂， 1025部分為從動平行四邊形的 驅(qū)動臂。 圖 5驅(qū)動四邊形機(jī)構(gòu)簡圖 圖 6驅(qū)動平行四邊形 兩組 從動平行四邊形 ,一組由驅(qū)動四邊形的短臂 1425作為驅(qū)動臂，如圖 7從動四邊形 機(jī)構(gòu)簡圖 A，圖 8從動四邊形 A。 圖 9從動四邊形機(jī)構(gòu)簡圖 B
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