一种Delta型并联机器人设计-实习报告

毕业实习报告

学院：机械工程学院

专业：机械设计制造及其自动化班级：机自XXX班

学号： 1108030454 学生姓名： XXXXXX 指导教师： XXXXXX

2015年 5月 25日

目录

目录 (2)

一、实习目的及意义 0

二、实习时间和地点 0

三、实习内容 0

3.1Delta型并联机器人简介 0

3.2 并联机器人公司及产品 (1)

图3.3 川崎 YS002N机器人图3.4 ABB RB360 (7)

3.3 Delta型并联机器人工作原理 (7)

3.4 Delta型并联机器人组成 (8)

3.4.1硬件结构 (8)

3.4.2驱动控制系统 (9)

3.4.3视觉识别系统 (10)

3.4.4软件控制系统 (11)

实习体会与总结 (12)

一、实习目的及意义

本次实习在毕业设计过程中进行，目的是为了更加进一步的了解Delta 型并联机器人，以便对本次设计有更多的了解，帮助解决设计遇到的一些方案、结构设计上的一些问题。本次实习的意义是对并联机构有了足够的认识，了解到了当前Delta型并联机器人技术的发展状况，机器人的应用领域及其给工业上带来的益处。通过这些了解使我对机器人技术更加痴迷，愿意研究该型机器人的一些相关技术使该技术更加成熟能够更广泛应用于生产实践当中。

二、实习时间和地点

因为本次实习条件的限制，本地区内无Delta型并联机器人实物可供实习，故本次实习的地点可选择为网上调研的形式，一方面通过大量查阅相关机器人公司的产品简介和说明书了解机器人的研究状况；另外，通过观看Delta型并联机器人的工作视频，深入了解其工作原理。最终选择了以下十家公司的产品进行了解。

本次实习时间不限定，具体的时间从3月初至四月月底。实习进度随设计进度而定。

三、实习内容

3.1Delta型并联机器人简介

Delta型并联机器人在1985年诞生在瑞士的洛桑联邦理工学院，是由

R.clavel提出的，因其基座平台和运动平台都呈现三角形形状而得名。当时工业生产中迫切需要一种小型机器人，用于实现对轻小物件的快速抓取和放置。直到1999年，ABB 开始推广自己的Delta型并联机器人——FlexPicker。近些年来，日本Fanuc公司亦在推广其Delta高速并联机器人——M-3iA。

Delta机器人是一种高速、轻载的并联机器人，通常具有3~4个自由度，可以实现工作空间的XYZ方向的平移以及绕Z轴的旋转运动。该机器人具有重量轻、体积小、运动速度快、定位精确、成本低、效率高等特点，加之配置视觉后能够智能识别、检测物体的优势，主要应用于食品、药品和电子产品等快速分拣、抓取、装配等。

3.2 并联机器人公司及产品

（1）发那科公司

发那科于2009年推出其第一代并联机器人M-1iA，被誉为“发那科拳头机器人1号”，其自重只有12kg到20kg，虽然负载只有0.5kg到1kg，但重复定位精度能达到0.02mm到0.03mm，而且1分钟能完成200个25-200-25(mm)的搬送动作，紧凑、灵活、高速、轻巧的优异性能使其能满足3C电子装配要求。

随后的2010年和2013年，发那科又推出了M-3iA和M-2iA，将最大负载提高到了12kg，采用完全密封的构造以达到防尘防水性能，并且提供符合食品卫生要求的材料和润滑油，使其能够应用到食品生产中。另外，发那科并联机器人都内置自己的视觉，使得系统运行的兼容性和稳定性更好，调试也更容易、快捷。

在中国市场上，发那科并联机器人凭借其强大的技术服务团队和市场开拓能力已经运用到食品、药品、化妆品、3C电子等行业，其中M-3iA和M-2iA 在乳制品和医药生产线上应用较多，而M-1iA主要在3C电子行业发挥较多用途。

（2）爱德普

爱德普是美国最大的工业机器人企业之一，从2009年开始推出4轴结构的并联机器人Quattro系列，是针对高速包装和物料输送的需求而特别设计的。目前，爱德普Quattro并联机器人是唯一获得美国农业协会(USDA)认证的可用于肉类及家禽类处理的并联机器人。

Quattro系列有5种型号，重复定位精度多为0.1mm，最大负载6kg等，负载1kg时每分钟能完成25/305/25mm动作160多个，负载6kg时每分钟能完成25/305/25mm动作130多个。在同类国际品牌中，爱德普并联机器人运行速度是公认最快的。

在中国并联机器人市场上，爱德普Quattro是最早一批的开拓者。2010年爱德普的Quattro并联机器人成功应用于利乐枕装箱生产线上，为并联机器人在乳制品行业的推广树立了榜样。另外，爱德普并联机器人无旋转时最大负载可达15kg，并能保持较快的速度，是竞争对手无法比拟的，这点使其在我国民用炸药搬运领域占有绝对市场份额。

（3）ABB

作为全球最早实现并联机器人产业化的领军者，ABB早在1998年就发布了专门用于拾料和包装行业的三角式机器人FlexPicker，经过完善形成了目前的FlexPicker家族，即IRB 360系列并联机器人。

IRB 360系列现包括负载为1 kg、3 kg、6 kg和8 kg以及横向活动范围为800 mm、1130 mm和1600 mm等几个型号，重复定位精度都在0.1mm。其中，负载3kg的IRB 360-3做25/305/25 (mm)标准动作时能达到每分钟140多次，负载8kg的IRB 360-8做90/400/90 (mm)标准动作时能达到每分钟65次。另外，IRB 360易于清洁和消毒的不锈钢设计，使其非常适合应用在肉类和奶制品生产线上。

虽然其并联机器人在全球专利权于2012年到期，但并不代表ABB并联机器人因此而失去了优势。因为过去15年中，FlexPicker在拾料和包装方面一直处于领先地位，不仅是在欧洲，在中国也是如此。接下来，ABB的FlexPicker 在快速增长的中国市场上仍将领跑于同类产品，虽然单台裸机售价高达30万元。

（4）新松

新松公司自主研发的SRBD系列Delta机器人共7个型号，机械本体结构分碳纤维、铝合金和不锈钢三种系列，全系列机器人均可选配视觉及旋转功能。其中SRBD1600并联机器人，最大负载可达15kg，并且拾放节拍达到每分钟170次，达到国际领先水平。

新松首次公开亮相并联机器人是在2013年5月底的广州国际食品加工、

包装机械及配套器材展上。其实在此之前，其就已经完成了多个食品生产企业的交钥匙工程。截至目前，凭借强大的研发、生产、系统集成与工程应用团队，新松公司的并联机器人产品得到了食品加工行业用户的一致好评，产品先后投入到冷饮装箱生产线、饼干装箱生产线、海鲜食品处理机包装系统、面包生产线、人造钻石生产线等。

与施耐德联手打造出的既适用于中国市场又符合世界标准的并联机器人，或许将是国产机器人在食品生产领域的高端市场上与国外同类产品PK的开始，国内食品出口企业在新建或升级生产线时不再局限于国外并联机器人。

（5）华盛控

深圳华盛控从2011年向市场推出其首款并联机器人，目前其并联机器人已经有3款了。重复定位精度都为0.2mm，工作行程从600mm-1200mm，最大负载为1kg到2kg，满负载时每分钟能实际完成100次标准动作(25/305/25mm)。

目前，华盛控并联机器人凭借其性价比优势，在各种分拣定位工作中非常有竞争力，已经广泛用在食品、药品等行业的分拣、包装生产线上。在经过了3年的市场检验后，华盛控并联机器人销量开始翻倍增长。

（6）泰勃

德国TreiBoost(泰勃)虽然没有亲自来中国，但其并联机器人经由上海的中国合作伙伴已经在中国市场上耕耘3年多了，而且每年都会参加上海的机器人展。

泰勃并联机器人有2轴和4轴两种。4轴并联机器人重复定位精度都为0.1mm，最大有效负载多为1kg，满负载时每分钟能完成约60个标准动作(25/305/25mm)。2轴并联机器人重复定位精度为0.1mm，最大有效负载达30kg，负载25kg时每分钟能完成约20次200/ 500 /300mm动作。

国内组装的负载3kg的泰勃并联机器人单台裸机售价15万元，在同类国际品牌中具有很强的性价比优势。目前泰勃机器人在食品、包装、建材行业已经积累了很多成熟案例，如国内知名的乳品、方便面、巧克力、冷冻产品、纸巾等企业的生产线都有泰勃并联机器人的身影。

（7）广州数控

广州数控从2011年开始推出自主研发的并联机器人C3-1100，目前其

并联机器人已经有3个型号C3-1100、C4-800和C4-1000，最大负载都为3kg，重复定位精度0.1mm，负载1Kg时每分钟能完成150多次标准动作

(25/305/25mm)。单台裸机售价在18万左右，目标市场是电子、轻功、食品以及医药行业的高速分拣、包装工作。

目前广州数控并联机器人在医药、包装等行业积累了丰富经验，能够为多个行业客户提供交钥匙工程。为了让用户不仅省心而且用得放心，广州数控对其并联机器人稳定性方面作出承诺，负载1kg无故障运行50000小时。

图3.1 广州数控图3.2 BR-2-Delta-R400（8）博美德

深圳博美德于2012年推出其首款并联机器人，目前其并联机器人主要有R400和R800两款。R400最大负载1kg，重复定位精度0.1mm，满负载时每分钟能完成200多个25/400/25mm动作，自重只有34kg。R800最大负载2kg，重复定位精度0.5mm，满负载时每分钟能完成80个25/400/25mm动作。

博美德并联机器人设计采用了CANOPEN、ETHERCAT通信技术，通过总线控制各个轴的运动，并且具有安全防范和故障保护机制等功能。凭借其超高的性价比和贴心的集成服务，博美德并联机器人在食品、印刷、电子等行业已经积累了成熟经验。

（9）翼菲

济南翼菲自动化是国内专门研究生产并联机器人的企业，从2013年正式推出讯翼牌并联机器人以来，目前讯翼家族一共有三个型号：迅翼-360，迅翼