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百格拉直角坐標機器人在碼垛領域內的又一應用

2010/12/29 0:00:00

在現(xiàn)代化生產線中，機器人的使用已經越加的廣泛，比如國內某大型企業(yè)，在生產現(xiàn)場有近萬個不同種類的箱子用來裝載不同種類的產品，然而各個箱子重量大有不同，最重的將近30KG，依然依靠人力搬運的時代顯然已經成為過去，

隨著自動化程度的逐步提升，機器人的應用已經納入了現(xiàn)代化生產流程之中，故此這家大型企業(yè)設想用機器人來代替這些辛苦的勞動工人，同時，我們沈陽萊茵機電有限公司代理的德國百格拉直角坐標機器人通過百格拉機器人多年總結的經驗為這家企業(yè)解決了此問題，這就是百格拉的碼垛機器人。

所謂碼垛機器人主要由幾個直線運動軸組成，通常分別對應直角坐標系中的X軸，Y軸和Z軸。在絕大多數(shù)情況下直角坐標機器人的各個直線運動軸間的夾角為直角，通常X軸和Y軸是水平面內運動軸，Z軸是上下運動軸。直角坐標機器人的核心部件是直線運動軸，它是由精制鋁型材、齒形帶、直線運動導軌和伺服電機等組成。單根運動軸標準最大行程為5600mm，負載1~200公斤，定位精度0.05mm，最高運動速度8米/秒。按照具體應用對定位精度，有效行程，運行速度和負載大小，運動方式等來選擇相應的導軌，并組合成相應形式的多維機器人來完成特定的任務。按其結構形式有30多種二維和三維機器人，還可以在Z軸上加上一個或兩個旋轉軸，構成四維和五維機器人。

多臺直角坐標機器人按特定的組合構成，同步完成特定的任務。碼垛機器人是最常見的組合，針對不同的應用形成多種標準形式的碼垛機器人。下面我們按照以上所述以這家大型國企的的箱體碼垛為例進行簡要說明。

一：項目簡介

1）搬運機器人自由度：龍門式，包括X軸、Y軸、Z軸3自由度，其中X軸帶有1個無傳動件的隨動軸；

2）搬運機器人運動行程：X軸：2400mm以內，Y軸：1300mm以內，Z軸：1300mm以內，3軸連動；

3）搬運機器人末端最大負載：30KG（不含夾爪）；

4）搬運機器人重復定位精度：3軸運動重復定位精度不大于0.1mm用百分表驗收；

5）驅動與定位方式：AC伺服驅動，伺服定位；

6）以每分鐘12米的速度運行時平穩(wěn)，加速和減速平穩(wěn)，沒有明顯的震動；

7）手爪開合平穩(wěn)，有足夠的抓取力，能抓牢箱體，保證在搬運過程中不會產生滑落現(xiàn)象；

8）搬運機器人能滿足生產節(jié)拍，即每單位時間（1分鐘以內）從傳送帶上抓取一個滿箱，搬運到指定拍子上；連續(xù)搬運滿箱并規(guī)則地碼垛擺放到拍子上；

9）系統(tǒng)運行穩(wěn)定，可靠，編程簡單。

二：項目過程描述

如以上圖示，我們將三種不同類別的箱子編排成合理的順序，放在傳送帶上傳送到百格拉三維機器人手爪正下方，三維機器人則按照預先編訂好的程序通過在三維空間內的運動將箱子擺放到指定的拍子上，通過此機器人使生產工人從繁重的勞動中解放出來，以從事更多的工作，也就大大提升了生產效率。下面我們將機器人具體的工作過程做以細致描述：

1）傳送帶定位：不同種類的箱子放在傳送帶上以后，會通過伺服電機帶動的傳送帶以很快的速度移動到機器人工作區(qū)域內，并且通過初步定位裝置對箱子進行定位；

2）機械手抓取：機械手內部由一個6NM步進電機帶動，加持力可達到1000N,遠遠超出箱體所需力量，機械手兩端夾爪設置三種箱子公用溝槽，可以同時滿足現(xiàn)場需求，不需更換手爪；

3）機器人運動過程：機械手抓取箱體之后，給出信號到機器人運動控制系統(tǒng)，機器人按事先編輯好的程序進行三維運動，具體運動過程可依照現(xiàn)場情況而定，三種不同重量的箱子分別按照三種程序軌跡來運動，最后都會合理有序的擺放到指定的拍子上；

4）拍子搬運：機器人將箱子按照指定程序擺放到拍子上之后，通過運輸車將拍子移動到成品擺放區(qū)域。

德國百格拉公司是世界上最著名的機器人供應商之一，生產各種規(guī)格的齒形帶傳動和絲杠傳動的直線運動單元、精密運動平臺、步進電機、交流伺服電機、直線電機和多軸數(shù)控系統(tǒng)。20多年來所生產的數(shù)萬臺直線運動單元、二維、三維標準機器人及用戶專用機器人運行在世界各地的生產線上。執(zhí)行焊接、搬運、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測、探傷、分類、裝配、貼標、噴碼、涂膠和切割等一系列工作。機器人系統(tǒng)所有部件、驅動電機和控制系統(tǒng)等全部由百格拉公司自己生產，使得機器人整體性能更加優(yōu)異。通過更換和調整部分直線運動單元及組合，改換CNC軟件等方式來適應更新更高的要求。深受包裝機械、印刷機械、汽車工業(yè)、食品生產工業(yè)、藥品生產工業(yè)、電子工業(yè)、機器制造業(yè)和化妝品生產等行業(yè)的好評。

百格拉機器人系統(tǒng)集合了頭架、尾架、導軌、齒型帶或絲杠、電機、減速機于一體。采用內置導軌和選配防護鋼帶使防塵效果好、體積小重量輕、而且外形非常美觀，從整體上減輕了顧客產品的質量，但保證高的抗沖擊能力和運行平穩(wěn)性。數(shù)百種二維到五維結構機器人，基本上滿足了各種三維空間的運