一种新型铝锭码垛机械手的研究设计
一种新型铝锭码垛机械手的研究设计
马占义,芮执元
(兰州理工大学机电工程学院,甘肃兰州730050)
摘 要:针对目前我国铝锭生产线中的码垛机械手的要求设计了一种新型关节式铝锭码垛机械手。该机械手采用气压驱动,并通过抓锭结构、夹锭结构、压锭结构实现铝锭的稳定抓取、搬运、码放等操作。并给出了动力学计算公式以及对气动系统等问题进行的分析与研究,试验结果表明,该机械手能实现生产中所需的动作要求。
关键词:铝锭;机械手;码垛机器人
中图分类号:T H166 文献标志码:A
R esearch and Design of a N ew Aluminum Ingot Stacking R obot Arm
MA Zhanyi,RU I Zhiyuan
(College of Electrical and Mechanical Engineering,Lanzhou University of Technology,Lanzhou730050,China) Abstract:In order to meet the requirement of the stacking robot arm in the ingot production line,a new design proposal about the articulated Aluminum ingot stacking robot arm is put forward.This proposal used air pressure to drive and real2 ized the operation of the ingot grabbed,transited and stacked by using the structure of the grabbing,nipping and pressing. After that this paper obtained the formula about the dynamics,and then researched and analyzed on the pneumatic system. The result of the experiment testified that the robot arm can meet the requirement.
K ey w ords:Aluminum ingot,Robot arm,Stacking robot
码垛技术是物流自动化技术领域的一门新兴技术,特别是近年来在运输工业领域占有非常重要的地位[122]。随着国民经济的发展和生产规模的扩大以及机械自动化水平的提高,码垛技术,特别是机器人码垛技术以其在机械结构、适用范围、设备占地空间、灵活性、成本以及维护等方面的优势使其应用渐为广泛,并成为一种发展趋势[324]。作为码垛机器人的重要组成部分之一,码垛机械手(也称末端执行器)的工作性能、可靠性、结构、质量及外形尺寸等参数对码垛机器人的整体工作性能具有非常重要的意义。
同样在我国电解铝行业中机器人码垛技术的发展也是日新月异。我国电解铝厂目前所采用的铝锭堆垛机有两类,一类为国产的6t/h半自动铝锭堆垛机和16t/h全自动铝锭堆垛机;另一类为进口的铝锭堆垛机。国产的半自动铝锭堆剁机,虽成本较低,但效率低,可靠性差,理论最高产量6t/h,这些小型半连续铸造机组已在最近几年内被国产16t/h连续
当然,经过改变后的加工并不是完美无缺的,因为在加工刀具、主轴转速以及系统方面无法与高速铣削机床相比,其表面粗糙度与高速铣削加工还有很大的差距。目前,仅在粗加工材料去除方面得到试验和应用。至于精加工还有待于进一步的试验。
4 结语
从以上论述可以看出,高速加工理念的引入,在普通数控机床上实现主轴转速提高、刀具快速进给,对提高加工效率、改善加工质量、延长刀具使用寿命等都具有非常重要的意义。同时,将高速加工理论引入普通数控加工中,并没有改变数控机床的系统结构,只是在传统加工的基础上,引入高速加工理念,通过观念的转变、加工参数的变化来达到高效和高质量的目的。对于广泛采用普通数控机床生产的企业来讲,应该是一种不错的选择。
参考文献
[1]陈日曜.金属切削原理[M].北京:机械工业出版社, 1993.
[2]李华.机械制造技术[M].北京:机械工业出版社,1997.
作者简介:霍建东(19752),男,工程师,主要从事数控加工工艺工作。
收稿日期:2009年3月20日
责任编辑 吕德龙
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《新技术新工艺》?数字技术与机械加工工艺装备 2009年 第8期
铸造生产线替代。国产的16t/h 铝锭堆垛机效率较高,理论产量达16t/h ,自动化程度较高、操作方便,但成本比6t/h 的堆垛机高。进口的全自动铝锭堆垛机与国产堆垛机相比操作灵活、效率高(理论上可达32t/h ,实际最高为28t/h ),但成本很高,比国产机价格高8～10倍,维护保养不方便、适用性不强,但仍具有广泛的市场和很强的竞争力。
我国的铝锭生产线中,用于堆垛的机械手大部分采用如图1所示的直角坐标码垛机械手
。
图1 直角坐标式铝锭堆垛机
这种机械手虽然也能实现全自动码垛,但是其
结构庞大、占地面积大、体型笨拙,并且可靠性和效率方面与国外关节式码垛机相比还有很大的差距[527]。
随着我国铝锭生产能力的不断提高,原有的直角坐标式机械手已经满足不了生产需求。因此,研究设计一种新型关节式机器人码垛机械手,不仅能提高我国铝行业设备的自我设计和制造能力,而且能提高现有国产铝锭连续铸造机技术性能,增强产品在国际市场上的竞争力。
1 码垛机械手的作业技术要求
码放物为铝锭,形状和尺寸见图2
。
图2 铝锭外形和尺寸
抓取能力:每次抓取4块或5块铝锭。
图3 堆垛形状堆垛形式:1)每垛为11层共计54块,第一层为4块,其余各层为5块;2)相邻两层交错90°放置;3)第一层4块全部宽面朝上放置,其余各层中的相邻两块铝锭均按正、反方位放置,具体形状如图3。
2 设计方案和分析
本机械手(末端执行装置)是安放在与之型号相符的关节式机器人手臂上,由于是关节式机器人码垛,所以机械手的结构和重量是研究的重点。因此对结构的优化和各部件的选材尤为重要。
根据功能需要,该机械手的结构由手指抓(放)锭结构、夹紧机构、压锭结构三部分组成。结构简图如图4所示
。
图4 机械手方案机构
211 抓放锭结构
该机械手抓取铝锭的装置为手指抓取机构,它
完成码垛作业中的抓锭放锭任务。具体结构为机械手两侧每侧有3个手爪,它们通过连接杆连接成1直线,手指通过L 型爪抓取铝锭。连接杆和机械手的上框架通过轴承连接。两侧的手爪由2个抓锭汽缸驱动。当抓锭时汽缸开始收缩,在汽缸的驱动下手指开始抓紧。当放锭时,汽缸伸长,手指张开放锭。
212 夹锭结构
该机构主要是按照要求完成机械手把铝锭从运输线上抓取到码垛位置的任务过程中夹紧铝锭,在这个过程中为了避免由于晃动以及铝锭本身的重量而产生的掉锭现象,因而设置的该装置。该机构的具体形式为在机械爪的前后设置两个夹紧杆1、2,其中夹紧杆2为固定的,而夹紧杆1为活动的并且和1夹紧汽缸连接,在抓锭时,当U 型爪抓紧铝锭后,活动杆1在夹紧汽缸的驱动下和另一端固定的
夹紧杆2同时加紧铝锭,放锭时,活动夹紧杆1首先
张开,然后L 型爪张开放锭,完成一个夹锭循环。通过该夹紧机构可以使机械手在搬运铝锭过程中,保持原来的放置形式,而且可以避免落锭现象。213 压锭机构
该机构主要在机械手搬运铝锭过程中一方面压紧铝锭使其排列整齐,另一方面防止机械手所抓铝锭在机器人高速回转过程中由于惯性被甩出,保持其稳定性。具体结构为一刚性圆形铁板5和一汽缸4相连。其工作形式为当机械手抓锭后压紧板在汽
缸的的驱动下压紧抓取的铝锭,当到达放锭位置时,L 型爪首先放开,然后夹紧板在汽缸驱动下提起,准
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备下一循环的压紧。
3 关键问题分析
311 运用动力学进行汽缸的选定
在机械手高速码垛操作中,码垛机器人和机械手的运动速度和加速度很大,特别是位于机器人末端的机械手,其惯性力和离心力不可忽视,因此,在选择汽缸时必须综合考虑。下面以左侧手爪驱动汽缸为例说明其动力学选型方法,其受力计算简图如图5
。
图5 左侧手爪受力简图(俯视图)
图中,F 1和F 2分别为左侧手爪(包括U 型爪)和抓取的5块铝锭相对于1轴产生的离心力;F 3和
F 4分别为左侧手爪和5块铝锭相对于2轴产生的离心力和惯性力。
假设左侧手爪连同L 型爪的质量为m 1,5块铝锭的质量为m 2,设码垛机器人本体底座的旋转轴为1轴,机械手的自转轴为2轴。1轴、2轴的最大角
速度和最大角加速度分别设为:ω1,α1;ω2,α2。机械手绕1轴的最大旋转半径设为r 1,绕2轴的最大旋
转半径设为r 2。利用Pro/E 的模型分析功能,可以很方便地计算出左侧手抓及铝锭分别对1、2轴的转动惯量,分别设为:I 爪21,I 爪22;I 爪23,I 爪24。根据以上条件,可得左侧手爪所受到的径向力如下(力的单位均为N )。
F 1=m 1(r 1+r 2)m 1
2
F 2=m 2r 1ω12F 3=m 1r 2ω2
2
F 4=
I 锭-2α22r 2
因此,左侧手爪所承受的最大径向动态载荷为F d =F 1+F 2+F 3+F 4,由于机械手的手爪由导轨通过直线轴承支撑,为滚动摩擦,设其摩擦因数为f ,则左侧板所承受的静载荷设为F j =f ×m 1×g 。根据得到的F d 和F j 进而可得F d 要远远大于F j 。因此,在选择机械手侧边手爪的驱动汽缸型号时,应该
进行动力学分析。
312 气动系统设计
在该码垛机械手中,各机构的动作均采用气动驱动实现。因此,气动系统设计的合理与否直接影响到码垛机械手的工作性能、可靠性、质量以及成本等。在本气动系统中,为了保证汽缸活塞杆的速度稳定性和各动作的协调性,气动执行元件采用带磁性开关的双电控汽缸,并采用排气节流方式,以确保稳定的输出速度,同时,为了降低成本,在确保流量的情况下,采用一个电磁换向阀带动2个汽缸。
4 结语
根据我国现在铝锭生产线中的码垛机械手存在的形式单一、结构复杂、占地面大、码垛效率低等情况。设计一种新型的用于安装在机械人上的机械手,该机械手用气缸驱动,并通过抓锭手爪机构、夹锭机构、压锭机构实现了铝锭的可靠抓锭、搬运和码放等动作。由于该机械手使用机械人操作,从而提高了码垛效率,而且使结构简单、可靠、占地面积小。该机械手具有码垛效率高、质量好、适用范围广、结构简单新颖、质量小以及成本相对国外进口的同类产品低等特点,能很好地完成高速码垛工作,因而具有很好的应用前景。
参考文献
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作者简介:芮执元(19502),男,博士生导师,主要研究机械成
套自动化装备,计算机仿真,强度理论方面。
收稿日期:2009年1月20日
责任编辑 吕德龙
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自动化生产线码垛搬运机械手设计研究
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/d610714101.html, 自动化生产线码垛搬运机械手设计研究 作者：黄婉娴 来源：《科学与财富》2018年第17期 摘要：搬运机械手在自动化生产线上是一个重要的自动化装置，本文针对传统生产线产 品生产自动化程度低、成本高等问题，设计了一种新型的自动化程度较高且动作简单的产品自动化生产线码垛搬运机械手。介绍了机械手整体设计、以及控制系统设计，可为企业自动化生产打下良好的基础。 关键词：自动化生产线；机械手；控制系统；设计 引言 随着工业自动化的发展，机械手已成为工业生产中重要的工具，由于其具有稳定性高、操作简单和高效率等特点，因此得到了广泛地应用。然而，目前现有的生产线产品生产普遍存在着自动化程度低、成本高及路径复杂等问题，因此，研究更为简易、且自动化程度较高的码垛搬运机械手是很有必要的。基于此，本文结合现有的多自由度坐标系机器人，设计一种新型的码垛搬运机械手，以适应现代化快速生产的需求和提高企业生产效率。 1.自动化生产线流水线分析 自动化生产线码垛机械手整体流水作业主要由左、右机械手和检测柜组成。机械手主要安装在传输线两侧，左侧作用是将传输线上产品抓取并放入检测柜的每一层中，右侧机械手平台主要是将检测完成的产品取出并放入传输线。其次，产品检测柜平台，主要组成有多层架构、产品检测仪。其作用是将传输线上传送过来的待检产品进行检测。而多层架构可以实现快速摆放并进行检测，提高检测和抓取效率[1]。 2.机械手整体设计 2.1机械手整体结构设计 设计的码垛机械手是一种直角坐标式机械手，主要作用是将待检测的产品从传输线上抓取、升起、移动、下降、松开，然后放入另一条传输线上并进行下一个工位[2]。 直角坐标式机械手主要由支架、Y方向的移动臂、Z方向的升降臂、末端吸盘以及电机组成。 Y方向移动是靠导轨系统完成的，双侧龙门式支架两侧安装有导轨，导轨、齿条与龙门式支架的底座固定，滑块与码垛机械手相固定，而减速器及齿轮固定在机械手Y方向移动臂 上，通过伺服电机转动带动齿轮齿条机构在滑块上运行，从而完成Y方向前进后退动作，伺
搬运码垛机器人毕业设计
搬运码垛机器人毕业设计 Prepared on 22 November 2020
目录1
1绪论 研究背景及意义 随着现代社会科技水平日新月异的变化，机器人技术已经渗透到人类生活中的方方面面，演着不可替代的角色。机器人是多个学科技术综合而成的产物，其应用程度已经逐渐宽广起来研究机器人已经成为了当今时代的趋势。机器人的应用状况已经可以作为权衡一个国家现化程度高低的重要因素。从机器人工作的环境来对机器人进行分类，大体上能划分成两种，就是工业机器人与特种机器人。工业机器人是一种具有良好性能的自动化机械装置，是典型的含有很高科技含量的机电一体化产品。它在提高产品质量、增加经济效益、提高生产率方面起着重要作用。同时工业机器人的发展情况也是日新月异的，所以研发工业机器人是一件刻不容缓的事情。 码垛是随着物流产业的不断壮大而发展起来的一项高新技术，其思想是把物品按照一定规律码放在托盘上，从而能够使物品的存放、搬运、转移等活动变成单元化操作，从而大大提高物流运输的效率。在物料质量不大、尺寸不大、码垛速度要求不高的情况下，码垛工作都是通过人工来实现的。后来为了减轻工人在码垛时的工作强度，产生了托盘操作机、工业机械手等一些比较简单的机械设施。但是随着人们对码垛速度要求的不断提高，传统的人工码垛方式越来越难以达到人们的要求，这种情况下码垛机器人应运而生。 作为工业机器人典型的一种，码垛机器人技术近几年有着非常快速的发展，这样的发展速度和当今世界制造业的小批量、多种类的发展模式是十分吻合的。码垛机器人有着工作能力强、运行速度快、体积比较小、抓取种类多、应用范围广等特点，从而在市场上备受青睐，正因为这些优点，才使得码垛机器人被普遍应用于制造业、码垛、装配、焊接等诸多操作中。 近年来，袋装物品的需求和产量都十分巨大，进而对袋装物品进行运输的需求也在急剧增长。在我国有大量的袋装物品需要进行码垛、卸垛和运输。目前，对袋装物品的火车运输来讲，火车站台卸车、站台码垛、运输装车、运输卸车、库房码垛等工
机器人运动学(培训教材)
第2章机器人位置运动学 2.1 引言 本章将研究机器人正逆运动学。当已知所有的关节变量时，可用正运动学来确定机器人末端手的位姿。如果要使机器人末端手放在特定的点上并且具有特定的姿态，可用逆运动学来计算出每一关节变量的值。首先利用矩阵建立物体、位置、姿态以及运动的表示方法，然后研究直角坐标型、圆柱坐标型以及球坐标型等不同构型机器人的正逆运动学，最后利用Denavit-Hartenberg(D-H)表示法来推导机器人所有可能构型的正逆运动学方程。 实际上，机器手型的机器人没有末端执行器，多数情况下，机器人上附有一个抓持器。根据实际应用，用户可为机器人附加不同的末端执行器。显然，末端执行器的大小和长度决定了机器人的末端位置，即如果末端执行器的长短不同，那么机器人的末端位置也不同。在这一章中，假设机器人的末端是一个平板面，如有必要可在其上附加末端执行器，以后便称该平板面为机器人的“手”或“端面”。如有必要，还可以将末端执行器的长度加到机器人的末端来确定末端执行器的位姿。 2.2 机器人机构 机器手型的机器人具有多个自由度（DOF），并有三维开环链式机构。 在具有单自由度的系统中，当变量设定为特定值时，机器人机构就完全确定了，所有其他变量也就随之而定。如图2.1所示的四杆机构，当曲柄转角设定为120°时，则连杆与摇杆的角度也就确定了。然而在一个多自由度机构中，必须独立设定所有的输入变量才能知道其余的参数。机器人就是这样的多自由度机构，必须知道每一关节变量才能知道机器人的手处在什么位置。
图2.1 具有单自由度闭环的四杆机构 如果机器人要在空间运动，那么机器人就需要具有三维的结构。虽然也可能有二维多自由度的机器人，但它们并不常见。 机器人是开环机构，它与闭环机构不同（例如四杆机构），即使设定所有的关节变量，也不能确保机器人的手准确地处于给定的位置。这是因为如果关节或连杆有丝毫的偏差，该关节之后的所有关节的位置都会改变且没有反馈。例如，在图2.2所示的四杆机构中，如果连杆AB 偏移，它将影响2O B 杆。而在开环系统中（例如机器人），由于没有反馈，之后的所有构件都会发生偏移。于是，在开环系统中，必须不断测量所有关节和连杆的参数，或者监控系统的末端，以便知道机器的运动位置。通过比较如下的两个连杆机构的向量方程，可以表示出这种差别，该向量方程表示了不同连杆之间的关系。 1122O A AB OO O B +=+ （2.1） 11O A AB BC OC ++= （2.2） 可见，如果连杆AB 偏移，连杆2O B 也会相应地移动，式（2.1）的两边随连杆的变化而 改变。而另一方面，如果机器人的连杆AB 偏移，所有的后续连杆也会移动，除非1O C 有其他方法测量，否则这种变化是未知的。 为了弥补开环机器人的这一缺陷，机器人手的位置可由类似摄像机的装置来进行不断测 量，于是机器人需借助外部手段（比如辅助手臂或激光束）来构成闭环系统。或者按照常规做法，也可通过增加机器人连杆和关节强度来减少偏移，采用这种方法将导致机器人重量重、
多自由度直角坐标型码垛机器人结构毕业设计说明书
多自由度直角坐标型码垛机器人本体结构设计 Body structure design of rectangular coordinate palletizing robot with the multi-degree freedom 学生姓名学号 所在学院班级 所在专业机械设计制造及其自动化 申请学位学士 指导教师职称 副指导教师职称 答辩时间
目录 设计总说明 ............................................................... I INTRODUCTION ............................................................ II 1 绪论 . (1) 1.1 码垛机器人的发展状况 (1) 1.2 研究目的及意义 (1) 2 课题内容及要求 (2) 2．1 研究目标、内容及拟解决的关键问题 (2) 2.2 参数要求 (2) 3 总体机构设计 (3) 3.1 机械抓手设计 (6) 3.1.1 方案选择 (6) 3.1.2 力学分析 (7) 3.1.3 气缸选择 (9) 3.2 丝杆螺母副的计算与选型 (9) 3.2.1 Z轴滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9) 3.2.2 x轴和y轴滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (12) 3.3 各轴驱动电机选型 (12) 3.3.1 Z旋转轴电机的选择 (13) 3.3.2 Z轴步进电机的计算与选型 (15) 3.3.3 x轴和y轴步进电机的选用 (17) 3.4 直线滚动导轨副的计算与选型 (18) 3.5 轴承的选用 (20) 3.5.1 Z旋转轴轴承的选用 (20) 3.5.2 Z轴滚珠丝杠下端单向推力球轴承的计算与选型 (20) 3.5.3 其他轴承的选用 (21) 3.6 锥齿轮传动的计算与选型 (23) 4 总体支架的受力分析 (25) 总结 (29) 鸣谢 (30) 参考文献 (31)
基于新型码垛机器人的结构设计与运动学分析
基于新型码垛机器人的结构设计与运动学分析 发表时间：2019-01-14T15:49:38.937Z 来源：《防护工程》2018年第31期作者：梁海龙 [导读] 该机器人结构设计合理，控制灵活，最大抓取载荷为100kg，工作能力达800次/h，完全满足工业现场的要求。广东利迅达机器人系统股份有限公司广东佛山 528251 摘要：码垛机器人是实现包装和物流自动化的关键装备，针对生产线上各种产品的码垛要求，实现自动、高速、准确、连续的码垛作业，降低工人劳动强度，提高生产效率，广泛应用于化工、建材、饮料、食品等行业生产线物料的堆放和搬运。 关键词：码垛机器人；结构设计；运动学； 码垛机器人是用在工业生产线上执行各种产品的获取、搬运、码垛、拆垛等任务的一类工业机器人，码垛机器人的使用能降低工人劳动强度，提高生产效率，降低生产成本。针对物流行业的搬运码放作业，文章设计了一种新型机器人机械结构，可使机器人码放货物更加准确、平稳，同时能够使机械臂实现轻量化，在同等条件下承载能力更强，提高了整机稳定性；运用解析几何法对该机器人的机构进行了详尽的运动学分析 一、新型码垛机器人的结构设计 1.总体机构的组成。码垛机器人的结构：该机器人的手臂，固定在腰部上，在该部分内小臂通过前大臂、后大臂与的搬运和码垛作业，且机械系统主要有四个关节部分组成，能实现四种运动：腰部旋转，大臂上下运动，小臂前后运动和手腕回转运动四种运动，全部由交流伺服电机驱动，这种结构的机器人完全可以满足生产线上需求。 2.水平及垂直关节的结构设计。水平及垂直关节部份都有一个电机，每个电机藉由控制同步带轮及齿型带的旋转来使滚珠丝杠转动，间而带动其滑块及拖板这样的运动可以使机器人实现大臂上下运动，小臂前后运动且可以满足驱动大惯性力矩负载和快速运动精确定位的要求。 3.腰部底座的结构设计。腰部底座关节机械构图，腰部底座的运动是藉由底部的伺服电机来控制空心轴，进而使机架实现了腰部旋转，并且经由实验证明底部基座及法兰的结构设计，可以降低机械关节运动时的工作噪音，而通常被搬运的物品只需要从一个位置，移到另一个位置上，绕垂直于水平方向的轴旋转调整放置方向，所以此结构满足现场工作的需求。 4.腕部及机器人手爪的结构设计。腕部关节及手爪机械构图，腕部电机控制手爪连接盘带动机器人手爪旋转，利用对箱状物机械手控制进行分析，该机构主要完成码垛操作中夹紧箱状物体的动作，机器人手爪底部安装气源入口及气源处理和压力继电器，工作时侧夹板开合由通电磁阀控制汽缸活塞杆缩回，带动两侧板互相靠近，从而完成夹紧动作，手爪板完全打开时，可以使张开的手爪之间的宽度大于包装箱的宽度，而另一个通电磁阀控制气缸实现手爪开合，以保证机械手的手爪准确、可靠地落于生产线运输辊之间或拖盘上。 二、运动学分析 1.工作原理。运动学分析是机器人轨迹规划和控制系统软件设计的前提和基础。码垛机器人一般采用点到点的运动模式，在开始码垛工作之前，需要先进行轨迹的规划，确定运动过程的路径点，使机器人能够准确、安全地将物品摆放到指定位置，避免打垛现象，轨迹规划是运动学反解的实际应用。码垛机器人主要由固定底座、回转台、大臂、小臂、抓手安装法兰、关节驱动电机、随动液压缸和连杆等组成，是具有4 个自由度的平行四边形机构混联工业机器臂俯仰、抓手旋转。由大臂驱动电机直接驱动大臂；由小臂驱动电机驱动小臂驱动件，通过平行四边形机构驱动小臂；另外还有2 个平行四边形机构用于使抓手安装法兰处始终保持水平，该结构的优点是可以减少一个驱动；抓手法兰可以根据各种工作场合安装相应的执行机构。码垛机器人完成一次码垛任务的典型工况如下：抓起上升→旋转到垛盘上→下降放到垛盘上。根据码垛任务的典型工况，拟定码垛任务如下：上升过程从工作空间的最低点到最高点→回转台旋转90°→下降过程从工作空间最高点到最低点。机器人的抓手根据实际作业对象进行选择， 2.基于码垛机器人运动学仿真。为准确地对执行末端进行分析求解，便于 系统对电机的控制，需要对机器人臂部进行运动分析。研究推导的基础上提出了一种简单直观的求解方法在机器人大小臂组合旋转的主剖面内设置一个固定的坐标系，在电机带动下沿轴方向水平运动两点分别为后大臂、前大臂与小臂的铰接点角为前大臂与水平轴的夹角。工业机器人运动学的研究包括2 个方面：运动学正解和运动学逆解。运动学正解是已知各杆件结构参数及关节变量，求末端执行器的空间位置和姿态。运动学逆解是已知满足工作要求时末端执行器的空间位置和姿态以及各杆件的结构参数，求各关节变量。工业机器人运动学分析时，常为机械手的每个连杆建立一个坐标系，并用齐次变换矩阵来描述这些坐标系间的相对位置和姿态。D － H 法是常用的建立杆件位姿关系的方法，该方法适用于串联机构，不能直接用于混联机器人。混联码垛机器人，如果采用D － H 法进行运动学分析，必须对其平行四边形机构进行简化。保持抓手安装法兰始终水平的2 个平行四边形可以简化，抓手安装法兰中心到小臂末端铰点的相对位置不变。因此，运动学仿真时，末端执行机构可以只计算到小臂末端铰点。驱动小臂的平行四边形可以通过移动驱动点的方式来进行简化。简化后的机构简图以及所建立的杆件坐标系码垛机器人执行码垛任务过程中，要使各个关节在停顿点冲击尽可能小，即在停顿点的角速度、角加速度尽可能为0，减小电机和机械部分的磨损。这就需要对点到点的码垛任务进行轨迹规划，再针对具体任务对运动学正反解进行仿真。采用多项式插值来实现点到点的轨迹规划，完全可以满足停顿点角速度、角加速度为0 的要求。机器人工具箱轨迹规划函数返回的为各个关节角位移、角速度、角加速度。采用运动学正解函数可以返回最后一个关节的坐标变化，即码垛机器人的运动轨迹；采用运动学逆解函数可以返回运动过程中各个关节的转角。 3.仿真结果与分析。运行仿真计算，进入后处理模块得到运动学仿真结果，并与运动学仿真得到的结果进行对比，动力学仿真得到的驱动电机所在关节处的驱动力矩当关节变量连续变化时，机器人末端执行器的位置坐标曲线平滑且连续，表明码垛机器人在运动过程中是平稳的。各关节在各停顿点的速度和角速度都为0，且整个过程平滑地变化，说明在整个运动过程中，节点冲击小、运动平稳；关节2、关节3 的最大速度接近最大角速度，但均未超过该最大值，说明完成码垛任务的时间已经接近最短。另外，运动学仿真结果有非常高的吻合度，数值仿真和模型仿真的正确性得到了相互验证，说明运动学仿真时对机构所做的简化对仿真结果没有影响，其为机器人动力学的仿真提供了可靠的模型。轨迹点的确定必须要在码垛机器人的最大工作空间内，这样才能保证按照工业需求摆放物品，避免机器人失控。根据确定的工作空间，判断时，只需要进行边缘点的判断，一旦发现有点不在工作空间内，就要重新设定码垛方式。
KUKA机器人运动学分析及simmulink仿真
KUKA KR40PA机器人运动学分析及simmulink仿真 一．Kuka KR40PA码垛机器人简介 Kuka KR40PA机器人是一种有四个自由度的码垛机器人，有四个驱动器，很好地运用了平行四边形机构，固定其姿态从而大大简化了控制难度，并且提高了精度及寿命，本文所用kuka码垛机器人如下图所示： 二、机构简图，及其简化。 1、机构简图如下：
第一步简化原因：第一步我们简化了两个平行四边形机构，在此我们分析，这两个平行四边形机构的作用是约束末端执行器在XZ平面的姿态，即：使末端执行器始终竖直向下。在此我们人为的默认末端执行器始终竖直向下，不随前面传递构件的影响。此时便可以将两组平行四边形机构去除而不影响末端执行器的姿态和位移。 第一步简化后机构简图 第二步简化原因：在此我将主动杆1及连杆4去除。杆1 2 3 4组成了一个平行四边形机构，因此β3=β2-β1.所以我们将杆1杆4去除，只要使β3=β2-β1便不影响末端执行器的位置和姿态。 第二步简化后的图形
第三步简化原因：为了使参数更简洁，便于计算。我们将杆2的第一个关节与第一个旋转轴相交，这样简化的模型更好计算。不影响总体机构的功能。 最终简化后的机构简图
三、建立连杆坐标系。 如下图： 四、D-H参数表 i αi-1a i-1d iθi 1 0 0 0 θ1 2 -90 0 0 θ2 3 0 l20 θ3 4 0 l30 θ4 5 90 0 0 θ5 五、求正运动学公式 = =
= = = = =*= =*= =*= 由于平行四边形机构的存在使得 = = * = * = 所以 ==
码垛机械手PLC控制系统设计文献综述
文献综述 题目工业机械手及PLC 学生姓名丁金涛 专业班级机械工程及自动化4班 学号20080460205 院（系）机械工程学院 指导教师张瑞 完成时间 2012年 03月 01日
工业机械手及PLC控制 一．工业机械手概述 用于再现人手功能的技术装置称为机械手。机械手是模仿人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。 工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。 机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的工具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视。 机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。 二．工业机械手的发展史 现代工业机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种
工业机械手设计指导书
工业机械手设计 一、毕业设计题目概述 机械手是模仿人的手部动作，按照给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置，它是机械化、自动化的重要手段。因此，获得了日益广泛的应用，特别在高温、高压、危险、易燃、易爆、放射性等恶劣环境，以及笨重、单调、频繁的操作中，它代替了人的工作，具有重要的意义。在机械加工中，冲压、铸、锻、焊、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输、国防工业等各方面，也已愈来愈引起人们的重视。 机械手一般由执行机构、驱动机构、控制机构以及位置检测装置等组成，驱动系统可采用液压传动、气动传动、电气传动和机械传动等形式，而多数采用电液机联合传动。 该机械手是将圆柱形零件从传送带上夹装到专用机床上，待加工完毕后再夹装回传送带的专用机械手(图1)。机械手总体设计分为夹持器、伸缩臂、升降臂和底座四大部件设计及二个系统：PC电控系统与液压控制系统设计。夹持器安装于伸缩臂上，伸缩臂安装在升降臂上，升降臂安装在底座上。连接方式均为法兰盘螺栓连接。 机械手工作过程如图2所示。 图2 机械手工作流程图 码垛机械手结构如图3所示。工作程序为：液压缸2伸出→四边形机构3下降→夹持器4夹紧工件5→液压缸2缩回→四边形机构3上升→底座1回转→（到达位置后）液压缸2伸出→四边形机构3下降→夹持器4放开工件5→液压缸2缩回→四边形机构3上升→底座1回转至原位。然后进行下一循环。 改变夹持器形状，可夹持不同工件或物体。 二、设计参数 （说明：工业机械手改换末端执行器和工作方式，可完成不同工件或物体的操作，基本结构、设计内容和控制程序大体相同。本设计题目共分四种：工件工序转换机械手；箱体类物体移位机械手；工件翻转机械手；装箱机械手。） 本设计工业机械手由四个部分组成：底座回转部分、机身升降部分、伸缩臂伸缩部分和末端执行器夹持部分。 主机总体参数：圆柱形零件的尺寸为直径80毫米，高为150毫米，机械手回转角度为90度，升降高度为500mm，伸缩长度为300mm。 三、设计方案及要求 （一）底座回转部分设计方案及要求 1、转动角度90度，单向运动时间2秒；定位准确，要有定位措施。 2、采用回转支承机构，齿圈固定，液压马达行星齿轮传动或电机驱动。 3、与大臂和地基采用法兰联接。 （二）机身升降部分设计方案和要求 1、升降臂起升高度：0—500mm，任意可调； 2、单向升降运动时间：0—3s； 3、可采用电机驱滚珠丝杠传动或液压传动齿轮倍程升降机构，共两种方案。 4、升降臂定位可靠、精确。 5、升降臂与旋转底座、伸缩臂为法兰连接； 6、结构设计时考虑伸缩臂工作时的整机平衡； （三）伸缩臂设计方案和要求 1、伸缩长度：300mm，伸缩臂固定在升降台上，随升降台做上下运动和旋转运动；伸缩臂
码垛机械手使用说明
第一章系统结构 系统由三台伺服电机完成，其中一台作为旋转轴，用NSK直驱电机驱动；两外两台作为水平轴和垂直轴，用台达伺服电机驱动。 现分别采用三个接近开关作为三个轴原点回归的JOG近点信号。 第二章控制方式 1、伺服驱动器设置： 台达驱动器设置为PT控制模式，即外部脉冲+方向控制，并将DI1 与DI2功能设为伺服启动与异常重置；NSK将PC参数设为1（外部 脉冲/方向）。 2、台达驱动器包括2个输入点，另外包括输入脉冲/方向的CN1端 子3个；NSK驱动器包括6个输入点 台达驱动器输入点NSK驱动器输入点 DI1 伺服启动CN端子7伺服启动 DI2 异常重置CN端子4解除警报 CN端子22输入/方向信号+（CW+）CN1端子35 Sign 端指令脉波的 外加电源 CN1端子37 位置指令符号(－) CN端子23输入/方向信号—（CW—）CN1端子41 位置指令脉波(－) CN端子24输入/脉冲信号+（CCW+） CN端子25输入/脉冲信号—（CCW—）3参数设定 NSK中需要整定的伺服参数包括： 名称注释当前设定值
LO 负载惯量0.019 VG 速度比例增益 2.2 PG 位置比例增益0.002 SG 伺服增益0 FP 第一低通滤波频率200 FS 第二低通滤波频率200 注：详细参数参照参数一览表。 注：参数整定流程见操作手册第5章 注：LO的设定一般采用自动整定AT—OK完成，详见简明操作手册。 第三章PLC I/O点分配 1、输入： X11 Z轴JOG信号 X12 Y轴JOG信号 X16 X轴JOG信号 2、输出： Y0 Z轴高速脉冲Y10Y轴伺服启动 Y1 Z轴方向Y11Y轴异常重置 Y4 Y轴高速脉冲Y14X轴伺服启动 Y5 Y轴方向Y15X轴异常重置 Y6 X轴高速脉冲Y20Z轴伺服启动 Y7 X轴方向Y21Z轴异常重置
码垛机器人
码垛机器人 摘要：随着我国经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，使得机器人在码垛、 涂胶、点焊、弧焊、喷涂、搬运、测量等行业有着相当广泛的应用。 现在有很多个原因，包括包装的种类、工厂环境和客户需求等将码垛变成包装工厂里一块难啃的骨头。为了克服这些困难，码垛设备的各个方面都在发展改进，包括从机械手到操纵它的软件。最近市场上对灵活性的需求不断增长，这一个趋势已经影响到了包装的多个方面，生产线的后段也不例外。一个处理随机装载的机器人码垛机需要特殊的软件，通过软件，机器人码垛机与生产线的其他部分相连接，这是个巨大的进步。 关键词：码垛，机器人，装载，生产线; 一、码垛机器人简介 最近市场上对灵活性的需求不断增长，这一个趋势已经影响到了包装的多个方面，生产线的后段也不例外。零售客户，尤其是那些具有影响力的如沃尔玛一样的大型超市，经常需要定制一些随机货盘，但是他们不得不定制每一个货盘，而货盘的形式只是偶尔会有重复。而且这类随机的货盘的高效生产是比较困难的。对于随机货盘来说，码垛机器人是唯一的选择。尽管如此，机器人装载也面临比较多的问题，如果要以较高的速度进行生产，将更加困难重重。 二、码垛机器人设计 首要任务是根据机器人所要完成的工作，先确定机器人的结构组成。可以是龙门式，挂壁安装式等。再按工作要求所给出各轴的运动行程、负载、运动速度、加速度，动作周期来选每个运动轴直线运动单元的型号，所配驱动电机及所配精密行星减速机的型号。 下图是一个典型的三维机器人码垛的现场布置情况。 下面即以此系统为例对沈阳鼎冷机电码垛机器人进行深入的阐述 此码垛机器人是应用箱体码垛搬运工作上的。 三、生产线路：
码垛机械手数控系统简单应用_温玉堃
码垛机械手数控系统简单应用 温玉堃 （1.唐山首信自动化技术有限责任公司河北唐山 063000） 摘要：针对码垛人力资源紧张，引入自动码垛机械手，此系统全国产化，由一台WINCE6.0的显示屏一体机为主机，JAVA为程序语言编写，以EtherMAC为基础通讯协议，通讯稳定，系统良好，在电机选取上为安川电机和电机伺服驱动器控制运行，多次测试下反映良好，小模块E-LINK通讯器稳定，经多次硬件和软件调试改造，其工作方式、软硬件控制方式，通过样机试验，验证后控制性能、工作效率、稳定性符合工艺要求。 关键词：码垛机械手；驱动器；伺服电机；性能试验 0引言 硫铵自动包装线由国产码垛机，该码垛机属四度坐标机械手，柱面坐标机械手的空间位置机构由旋转基座（B轴）、垂直移动（V轴）和水平移动（H轴）以及前端抓取旋转轴(P轴)构成，动作空间成圆柱形。由4个电机控制四个自由度，在使用过程中运行平稳，满足包装机出料速度。 1硬件系统 1.1 机械手硬件 如图1所示，机械手机械示意图，H轴（水平导轨）、V轴（竖直导轨）、B轴（底座旋转，水平导轨）、P轴（手抓旋转前端法兰盘），通过四轴联动，完成工作空间内的抓放操作。 驱动器和电机为安川提供，其主要特点：1、 转矩控制、位置控制和速度控制三位一体， 控制方位切换采用参数设定切换。2. 主控 回路分离布线，在控制器上直接设定，减 少了配线，这些都使配线、更换更加简单 方便。3高速高精度，采用高分辨率的编 码器（16位、17位），提高了位置控制精 度。采用d-p轴变换电流控制法，将转矩 控制精度从±5%提高到±2%。 图1 机械手机械示意图
机械手夹爪安装在机械臂的前端法兰 盘，它由2个气缸控制抓取和放卸， 光电开关用于检测入料到位，码垛舵盘 位置到位，其信号传入以太网I/O模块中。 1.2 通讯电机控制系统 一体机作为工控主机，以太网硬件实现实时 控制的EtherMAC (Ethernet for Manufacture Automation Control)方案具 有开放性好、硬件标准化，可靠性高，成本 低廉。采用通用网卡，适合于I/O类接口（几 毫秒到十几毫秒响应周期），应用于运动控制，在采用标准Windows CE6平台下，可实现1ms的插补周期，还引进德国3S公司的Codesys编程平台，采用IEC61131-3软PLC、软运动控制编程语言，方便系统集成商、现场工程师结合特有的工艺需求开发有个性化的特色产品。 系统选用1个15寸工控机，4个太网单轴接口小模块e-link，两个IO接口板， 其中e-Link接口板使用50针接口与伺服驱动器相连，实现对驱动器的控制。四个 e-Link接口板按照水平运动、竖直运动、底座旋转、手爪旋转的顺序分别连接到伺 服电机驱动器的CN1端口，通过CN1端口的信号实现对伺服电机位置模式的控制。 e-Link接口板的基本功能是接收计算机发出的控制指令并将指令转化为对电机的 控制信号发送给伺服电机驱动器，同时接收伺服电机驱动器返回的伺服电机上面的
搬运码垛机器人毕业设计
搬运码垛机器人毕业设 计 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
目录1
1绪论 研究背景及意义 随着现代社会科技水平日新月异的变化，机器人技术已经渗透到人类生活中的方方面面，演着不可替代的角色。机器人是多个学科技术综合而成的产物，其应用程度已经逐渐宽广起来研究机器人已经成为了当今时代的趋势。机器人的应用状况已经可以作为权衡一个国家现化程度高低的重要因素。从机器人工作的环境来对机器人进行分类，大体上能划分成两种，就是工业机器人与特种机器人。工业机器人是一种具有良好性能的自动化机械装置，是典型的含有很高科技含量的机电一体化产品。它在提高产品质量、增加经济效益、提高生产率方面起着重要作用。同时工业机器人的发展情况也是日新月异的，所以研发工业机器人是一件刻不容缓的事情。 码垛是随着物流产业的不断壮大而发展起来的一项高新技术，其思想是把物品按照一定规律码放在托盘上，从而能够使物品的存放、搬运、转移等活动变成单元化操作，从而大大提高物流运输的效率。在物料质量不大、尺寸不大、码垛速度要求不高的情况下，码垛工作都是通过人工来实现的。后来为了减轻工人在码垛时的工作强度，产生了托盘操作机、工业机械手等一些比较简单的机械设施。但是随着人们对码垛速度要求的不断提高，传统的人工码垛方式越来越难以达到人们的要求，这种情况下码垛机器人应运而生。 作为工业机器人典型的一种，码垛机器人技术近几年有着非常快速的发展，这样的发展速度和当今世界制造业的小批量、多种类的发展模式是十分吻合的。码垛机器人有着工作能力强、运行速度快、体积比较小、抓取种类多、应用范围广等特点，从而在市场上备受青睐，正因为这些优点，才使得码垛机器人被普遍应用于制造业、码垛、装配、焊接等诸多操作中。 近年来，袋装物品的需求和产量都十分巨大，进而对袋装物品进行运输的需求也在急剧增长。在我国有大量的袋装物品需要进行码垛、卸垛和运输。目前，对袋装物品的火车运输来讲，火车站台卸车、站台码垛、运输装车、运输卸车、库房码垛等工
码垛机器人系统设计
（ 分类号: 学校代码: 10128 U D C : 学 号: 201130101045 科研训练开题报告 题 目：码垛机器人控制系统设计 学生姓名：刘金来 学 院：机械学院 班 级：机制11-3 指导教师：武建新 二零一四年十二月
1.选题目的和意义 近几年机器人自动化生产线已经不断出现，机器人自动化生产线的市场也会越来越大，并且逐渐成为自动化生产线的主要方式，而过去的自动化码垛作业大部分是由机械式码垛机完成或人工搬运，由于机械式码垛机其结构等因素的限制，存在着占地面积大、程序更改麻烦（甚至无法更改）、耗电量大等缺点；而人工搬运劳动量大，完成同一工作量所需不少工人，在一些实际场所应用中，码垛机器人与传统码垛机一样，一次能搬运一整层箱子，有些顾客在传统码垛机坏了时，就用机器人代替，通常这些机器人系统都有层成型平台和臂尾加工装置，能将整层箱子搬起来，功能较强的码垛机器人还能更换不同的货盘；其码垛速度甚至可以达到100个小箱/分钟；码垛机器人装有低水平纸箱横进给装置，使用灵活底盘，有利于车间的良好布局；另外其性能可靠，大多用户容易掌握使用的软件，能够迅速转换对进行不同箱子的码垛。2．国内外研究现状及其发展趋势 2.1课题来源：内蒙古工业大学 2.2码垛机器人控制系统设计的发展前景 作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。 据相关统计数据表明，工业机器人主要用于汽车工业及汽车零部件工业，占整个机器人市场的61%，金属制品业占8%、橡胶及塑料工业和电子电气行业分别占7%，食品工业占2%，其他工业占15%。 依赖进口——我国工业机器人之阵痛 目前，我国进口的工业机器人主要来自日本，随着我国从劳动密集型向现代化制造业方向发展，虽然机器人保有量达到一定的规模，但与发达国家相比仍然有不少差距。 仅从汽车工业每百万名生产工人占有的机器人来讲，（日本1710台、意大利1600台、美国770台、英国610台、瑞典630台，而我国还不到90台），中国仍然是世界上相对比较落后的国家。面对中国这样庞大的市场，每一个机器人供应商都有着非常大的用武之地。 产业化不足——我国工业机器人之弊端 20世纪90年代末，我国建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地。产业化
码垛机械手设计
摘要 在现代工业中，生产过程中的自动化已成为突出的主题。各行各业的自动化水平越来越高，现代化加工车间，常配有机械手，以提高生产效率，完成工人难以完成的或者危险的工作 随着工业自动化发展的需要，机械手在工业应用中越来越重要。用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。文章主要叙述了机械手的设计计算过程。 首先，本文介绍码垛机械手的作用，码垛机械手的组成和分类，说明了自由度和机械手整体座标的形式。同时，本文给出了这台机械手的主要性能规格参量。 文章中介绍了码垛机械手的设计理论与方法。全面详尽的讨论了码垛机械手的手部、腕部、手臂以及机身等主要部件的结构设计。 最后用PLC对码垛机械手进行控制 关键词：码垛机械手，液压传动，液压缸，PLC控制
ABSTRACT In modern industry, the automation of the production process has become a prominent theme.Increasingly high level of automation in all walks of life, modern processing plant, often with a mechanical hand in order to improve production efficiency, to complete it hard for workers to complete the work or risk With the development needs of industrial automation, mechanical hand more and more important in industrial https://www.wendangku.net/doc/d610714101.html,ed to reproduce the function of the technical staff of the device is called robot.Robot is modeled on the part of staffing action, according to a given program, automatically track and requirements capture, handling or operation of the automatic mechanical devices.Application in industrial production is known as industrial robot manipulator.This paper mainly describes the design of the manipulator calculation. First, the article describes the role of robot palletizing, robotic palletizing composition and classification, indicating the degree of freedom and the coordinates in the form of the whole manipulator.Meanwhile, this paper, the machinery of the main performance specifications of hand parameters. Article describes the robot palletizer design theory and https://www.wendangku.net/doc/d610714101.html,prehensive and detailed discussion of the palletizing robot's hand, wrist, arm and body and other major components of the structural design. Finally, PLC control for robotic palletizer Key words: Palletizer robot, hydraulic transmission, hydraulic cylinder, PLC control
机械手码垛机操作指南
96/97线机器人码垛机 操作指导书 开机前准备首先检查压缩空气压力不得低于6公斤 1）输送链主电源上电将链条主电柜上的旋钮旋至ON等待机器进入系统画面 2）机械手上电将机械手主电柜旋钮旋至ON 处等待示教器进入系统（示教器会显示一组对话框需点击 关闭方可以进入系统） 3）产品选择根据生产需要选自产品规格型号点击产品选择画面→进入选择产品如下图
4）启动输送链如图 将转换钥匙旋至（运行）手动自动开关旋至(自动) 按
（复位）电源按钮（上电）（复位）按（自动启动）按钮（数秒后传送链条自动启动）】】 5)启动机械抓手（机械抓手回原点）开启时如发现机械抓手不在原点位置需要给机械抓手找原点（将机械手主电柜钥匙旋至自动状态→点击确认→按电源键上电→点击示教器左上角ABB图标（出现操作主屏幕） →点击自动生产 →点击示教器左下方点PP移至MAIN→点击确认→点击右 下
角设置齿轮图标选择速度设置25％→按启动按钮启动机械抓机械抓手将自动回复到原点位置等待抓取。 6)第一次开机如发现栈板上或传动滚筒内有产品时点击主画面选择产品所在线别点击强行抓取强行满栈后机器将自动排出机舱内的栈板和产品。 7)生产过程中机械抓手停留在一线或二线时 不影响继续抓取。 8)单边生产在自动状态下点击控制面板 手动画面→手动强制画面→选择需要停止或开启的线别进 行转换。
9)手动转换将手动自动开关旋至手动状态→点击控制面板手动画面→选择马达或气缸→点击所需要手动操作的马达或气缸→按手动按钮操作 10)故障处理如生产过程中机械手出现故障或码垛错误需要重新码垛时（点击主画面→手动画面→手动强制画面→点击所要停止的线→返回主画面→点击主画面→选择所在线
一种码垛机器人的设计与仿真
一种码垛机器人的设计与仿真 节 1.01 摘要 21世纪，科学技术的发展可谓日新月异，各种信息技术的不断发展进步，推动着社会生产的各个领域的进步，尤其是自动化技术的应用。码垛技术是近年来活跃在物流自动化领域的一项新兴的技术。码垛技术的概念是指在日常的物流运输的过程中，为了实现实现物料的搬运、装卸等物流的活动，设计一定的物料的堆码成垛的模式，这种模式是基于集成单元化的思想之上的，这种堆码成垛实现物流运输的技术就是码垛技术。 我们在实现码垛技术的同时，发明了相关的码垛机器人。码垛机器人是基于码垛技术而产生的，它是一种具备特殊功能的机器人，具有垂直的多关节型的特点。码垛机器人自产生以来，已经广泛应用于社会生产的不同的专业领域，比如食品加工、石油化工等。对于不同的物流对于码垛要求参数的不同，码垛机器人可以通过自身的主计算机进行相应的参数的设置，从而进一步实现不同产品包装的码垛要求。现代物流的发展，对于码垛机器人的要求也呈现出越来越高的趋势，比如物料的码垛的精度的提高，是的码垛机器人必须具有一定的刚度和强度，防止搬运过程中出现差池。 本文主要是设计一种码垛机器人的机械部分，应用于自动化生产线的物料的码垛。在进行码垛机器人的设计的时候，主要是结果机械、电子以及码垛机器人的软件等方面，根据不同方面的特点进行综合的分析，实现码垛机器人的设计。 关键词：码垛技术，机器人，有限元分析，运动仿真 Abstract In the 21st century, the development of science and technology is changing, all kinds of the continuous development of information technology progress, push the progress of the various fields of social production, especially the application of automation technology. Stacking technology is active in recent years a new technology in the field of logistics automation. Stacking technology refers to the concept of in the daily logistics transportation process, in order to achieve the
袋装料码垛机械手设计说明
袋装料码垛机械手设计 1前言 1.1设计的目的和意义 机械手自问世以来，经过了40多年的发展，已广泛应用于各个领域。机械手最早应用于制造工业，常用于喷漆、焊接、搬运和上下料。机械手可代替人从事危险、有毒、有害、高温、高压、重载、噪音、粉尘和低温等恶劣环境中的工作；代替人完成单调重复和繁重的劳动，不仅减少了人力资源的浪费，减轻了劳动强度，而且大大改善了工人的劳动条件，提高了生产效率和生产自动化水平。目前机械手主要用于以下几个方面。 (1)恶劣的工作环境和危险的工作 在核工业中，核反应堆具有较强的放射性，为了人员的安全，经常需要机械手来完成相关的清理工作，另外在压铸、冲压、热处理、锻造、喷漆车间以及有强烈紫外线照射的电弧焊等危险领域的作业中也经常需要用到机械手。 (2)自动化生产领域 目前研制出了搬运机械手、码垛机械手、汽车座椅装配机械手、点胶机械手等各类工业机械手，主要用于生产上实现自动化。如当末端夹持焊枪时，可以对汽车或摩托车的车体进行点焊或弧焊作业；当末端安装喷枪时可以进行喷涂作业；当末端安装手钳时，可以给压铸机或成型机进行上下料作业或者用来装配机械零部件。目前我国已经建成的自动生产线有很多，如水泵厂的环类深井泵轴承体加工自动线、动力机厂的箱体类气缸盖加工自动线、电机厂的轴类4号和5号电动机轴加工自动线、拖拉机齿轮厂的盘类齿坯加工自动线等等[1]。 (3)在特殊作业场合进行极限作业 在一些极地探索、火山探险、空间探索、深海探密等领域经常要用到机器人去探索，目前研制出了螃蟹机器人，用于水下勘测任务操作，它的身体结构接近于螃蟹，能够完成指定的指令，也可以用于海洋搜寻及石油天然气的勘测。还有用于国际空间站的机器人，可以对空间站的外表面进行检测。 (4)农业生产 目前研制出了太阳能农用机器人，他可以找到隐藏在农作物中的杂草，这主要依赖于它的视觉系统，当发现有别于农作物的植物时，它便利用数据库提供的植物的特性与目标植物加以比较，当确定为杂草时，就会用机械手割断杂草，同时还可以喷洒除草剂。 (5)军事应用