一種高速重載碼垛機器人的設計開發(fā).pdf

1、本文針對杭州娃哈哈集團數十條飲料生產線碼垛工序的自動化實現問題,在“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項“高速搬運機器人及其物流生產線關鍵技術與示范應用”的資助下設計開發(fā)了一種四自由度關節(jié)式高速重載碼垛機器人,深入研究了其靜力學分析、伺服電機參數預估、控制系統(tǒng)設計幾個方面,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分析結果優(yōu)化結構;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線的現場布局和速度

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,并根據仿真結果預估伺服電機參數,為伺服電機的選取提供了理論依據。
　　3.根據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,同時設計出相關的人機界面。
　　4.根據娃哈哈公司果奶生