碼垛機(jī)器人用于現(xiàn)代化生產(chǎn)中的項(xiàng)目設(shè)計(jì)介紹

在現(xiàn)代化生產(chǎn)線中，機(jī)器人的使用已經(jīng)越加的廣泛，比如國(guó)內(nèi)某大型企業(yè)，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有進(jìn)萬(wàn)個(gè)不同種類的箱子用來(lái)裝載不同種類的產(chǎn)品，然而各個(gè)箱子重量大有不同，最重的將近30KG，依然依靠人力搬運(yùn)的時(shí)代顯然已經(jīng)成為過(guò)去，隨著自動(dòng)化程度的逐步提升，機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)納入了現(xiàn)代化生產(chǎn)流程之中，故此這家大型企業(yè)設(shè)想用機(jī)器人來(lái)代替這些辛苦的勞動(dòng)工人，同時(shí)，我們沈陽(yáng)萊茵機(jī)電有限公司代理的德國(guó)百格拉直角坐標(biāo)機(jī)器人通過(guò)百格拉機(jī)器人多年總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)為這家企業(yè)解決了此問(wèn)題，這就是百格拉的碼垛機(jī)器人。

所謂碼垛機(jī)器人主要由幾個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸組成，通常分別對(duì)應(yīng)直角坐標(biāo)系中的X軸，Y軸和Z軸。在絕大多數(shù)情況下直角坐標(biāo)機(jī)器人的各個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸間的夾角為直角，通常X軸和Y軸是水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)軸，Z軸是上下運(yùn)動(dòng)軸。直角坐標(biāo)機(jī)器人的核心部件是直線運(yùn)動(dòng)軸，它是由精制鋁型材、齒形帶、直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和伺服電機(jī)等組成。單根運(yùn)動(dòng)軸標(biāo)準(zhǔn)最大行程為5600mm，負(fù)載1~200公斤，定位精度0.05mm，最高運(yùn)動(dòng)速度8米/秒。按照具體應(yīng)用對(duì)定位精度，有效行程，運(yùn)行速度和負(fù)載大小，運(yùn)動(dòng)方式等來(lái)選擇相應(yīng)的導(dǎo)軌，并組合成相應(yīng)形式的多維機(jī)器人來(lái)完成特定的任務(wù)。按其結(jié)構(gòu)形式有30多種二維和三維機(jī)器人，還可以在Z軸上加上一個(gè)或兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，構(gòu)成四維和五維機(jī)器人。

多臺(tái)直角坐標(biāo)機(jī)器人按特定的組合構(gòu)成，同步完成特定的任務(wù)。碼垛機(jī)器人是最常見(jiàn)的組合，針對(duì)不同的應(yīng)用形成多種標(biāo)準(zhǔn)形式的碼垛機(jī)器人。下面我們按照以上所述以這家大型國(guó)企的的箱體碼垛為例進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

1）搬運(yùn)機(jī)器人自由度：龍門(mén)式，包括X軸、Y軸、Z軸3自由度，其中X軸帶有1個(gè)無(wú)傳動(dòng)件的隨動(dòng)軸；

2）搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)行程：X軸：2400mm以內(nèi)，Y軸：1300mm以內(nèi)，Z軸：1300mm以內(nèi)，3軸連動(dòng)；

3）搬運(yùn)機(jī)器人末端最大負(fù)載：30KG（不含夾爪）；

4）搬運(yùn)機(jī)器人重復(fù)定位精度：3軸運(yùn)動(dòng)重復(fù)定位精度不大于0.1mm用百分表驗(yàn)收；

5）驅(qū)動(dòng)與定位方式：AC伺服驅(qū)動(dòng)，伺服定位；

6）以每分鐘12米的速度運(yùn)行時(shí)平穩(wěn)，加速和減速平穩(wěn)，沒(méi)有明顯的震動(dòng)；

7）手爪開(kāi)合平穩(wěn)，有足夠的抓取力，能抓牢箱體，保證在搬運(yùn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生滑落現(xiàn)象；

8）搬運(yùn)機(jī)器人能滿足生產(chǎn)節(jié)拍，即每單位時(shí)間（1分鐘以內(nèi)）從傳送帶上抓取一個(gè)滿箱，搬運(yùn)到指定拍子上；連續(xù)搬運(yùn)滿箱并規(guī)則地碼垛擺放到拍子上；

9）系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可靠，編程簡(jiǎn)單。

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(jī)器人手爪正下方，三維機(jī)器人則按照預(yù)先編訂好的程序通過(guò)在三維空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)將箱子擺放到指定的拍子上，通過(guò)此機(jī)器人使生產(chǎn)工人從繁重的勞動(dòng)中解放出來(lái)，以從事更多的工作，也就大大提升了生產(chǎn)效率。下面我們將機(jī)器人具體的工作過(guò)程做以細(xì)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(huì)通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)的傳送帶以很快的速度移動(dòng)到機(jī)器人工作區(qū)域內(nèi)，并且通過(guò)初步定位裝置對(duì)箱子進(jìn)行定位；

2） 機(jī)械手抓?。簷C(jī)械手內(nèi)部由一個(gè)6NM步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)，加持力可達(dá)到1000N，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出箱體所需力量，機(jī)械手兩端夾爪設(shè)置三種箱子公用溝槽，可以同時(shí)滿足現(xiàn)場(chǎng)需求，不需更換手爪；

3） 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程：機(jī)械手抓取箱體之后，給出信號(hào)到機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，機(jī)器人按事先編輯好的程序進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng)，具體運(yùn)動(dòng)過(guò)程可依照現(xiàn)場(chǎng)情況而定，三種不同重量的箱子分別按照三種程序軌跡來(lái)運(yùn)動(dòng)，最后都會(huì)合理有序的擺放到指定的拍子上；

4） 拍子搬運(yùn)：機(jī)器人將箱子按照指定程序擺放到拍子上之后，通過(guò)運(yùn)輸車將拍子移動(dòng)到成品擺放區(qū)域。

德國(guó)百格拉公司是世界上最著名的機(jī)器人供應(yīng)商之一，生產(chǎn)各種規(guī)格的齒形帶傳動(dòng)和絲杠傳動(dòng)的直線運(yùn)動(dòng)單元、精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、步進(jìn)電機(jī)、交流伺服電機(jī)、直線電機(jī)和多軸數(shù)控系統(tǒng)。20多年來(lái)所生產(chǎn)的數(shù)萬(wàn)臺(tái)直線運(yùn)動(dòng)單元、二維、三維標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人及用戶專用機(jī)器人運(yùn)行在世界各地的生產(chǎn)線上。執(zhí)行焊接、搬運(yùn)、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測(cè)、探傷、分類、裝配、貼標(biāo)、噴碼、涂膠和切割等一系列工作。機(jī)器人系統(tǒng)所有部件、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制系統(tǒng)等全部由百格拉公司自己生產(chǎn)，使得機(jī)器人整體性能更加優(yōu)異。通過(guò)更換和調(diào)整部分直線運(yùn)動(dòng)單元及組合，改換CNC軟件等方式來(lái)適應(yīng)更新更高的要求。深受包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、汽車工業(yè)、食品生產(chǎn)工業(yè)、藥品生產(chǎn)工業(yè)、電子工業(yè)、機(jī)器制造業(yè)和化妝品生產(chǎn)等行業(yè)的好評(píng)。

百格拉機(jī)器人系統(tǒng)集合了頭架、尾架、導(dǎo)軌、齒型帶或絲杠、電機(jī)、減速機(jī)于一體。采用內(nèi)置導(dǎo)軌和選配防護(hù)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(chǎn)品的質(zhì)量，但保證高的抗沖擊能力和運(yùn)行平穩(wěn)性。數(shù)百種二維到五維結(jié)構(gòu)機(jī)器人，基本上滿足了各種三維空間的運(yùn)動(dòng)要求，給客戶更多的選擇空間。

沈陽(yáng)百格在1996年將百格拉機(jī)器人引入中國(guó)市場(chǎng)并成功服務(wù)于各行業(yè)。我們?cè)谂c百格拉的友好合作中培養(yǎng)出了自己的機(jī)器人專家；沈陽(yáng)百格機(jī)器人正在積極努力用最合適的產(chǎn)品、最精湛的技術(shù)和最周到的服務(wù)來(lái)提升中國(guó)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力！