一種高速重載碼垛機器人的設(shè)計開發(fā).pdf

1、本文針對杭州娃哈哈集團數(shù)十條飲料生產(chǎn)線碼垛工序的自動化實現(xiàn)問題,在“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項“高速搬運機器人及其物流生產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)與示范應用”的資助下設(shè)計開發(fā)了一種四自由度關(guān)節(jié)式高速重載碼垛機器人,深入研究了其靜力學分析、伺服電機參數(shù)預估、控制系統(tǒng)設(shè)計幾個方面,全文取得了以下研究成果:
　　1.針對碼垛機器人靜剛度問題,對其重要零部件與整機進行了靜力學分析。利用Solidworks Simulation有限元分析工

2、具完成了模型中零件腰部、腕部的受力分析并根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化結(jié)構(gòu);然后對整機在滿載情況下的幾個典型位姿進行分析,得到了整機在工作空間內(nèi)的應力、應變、位移分布云圖,并進一步優(yōu)化了桿類零件壁厚。對零件的優(yōu)化提高了碼垛機器人的靜剛度和動力學性能,對整機的分析得到了碼垛機器人在工作空間內(nèi)的靜剛度分布特性。
　　2.利用D-H法對碼垛機器人進行運動學分析,建立了其位置正逆解矩陣,然后采用S型曲線運動規(guī)律,針對娃哈哈公司果奶生產(chǎn)線的現(xiàn)場布局和速度

3、、加速度要求對碼垛機器人進行了笛卡爾坐標空間軌跡規(guī)劃,最后通過Solidworks Motion分析平臺對規(guī)劃的軌跡進行了運動仿真,并根據(jù)仿真結(jié)果預估伺服電機參數(shù),為伺服電機的選取提供了理論依據(jù)。
　　3.根據(jù)碼垛機器人的控制功能需求與軟件功能需求分析,提出了基于Simotion D435的控制系統(tǒng)的硬件總體方案,完成了控制系統(tǒng)硬件平臺搭建,并開發(fā)了碼垛機器人控制軟件,同時設(shè)計出相關(guān)的人機界面。
　　4.根據(jù)娃哈哈公司果奶生