一種高速重載碼垛機(jī)器人的設(shè)計開發(fā).pdf

1、本文針對杭州娃哈哈集團(tuán)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(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項“高速搬運(yùn)機(jī)器人及其物流生產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)與示范應(yīng)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(jī)器人,深入研究了其靜力學(xué)分析、伺服電機(jī)參數(shù)預(yù)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(jī)器人靜剛度問題,對其重要零部件與整機(jī)進(jìn)行了靜力學(xué)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(jī)在滿載情況下的幾個典型位姿進(jìn)行分析,得到了整機(jī)在工作空間內(nèi)的應(yīng)力、應(yīng)變、位移分布云圖,并進(jìn)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(jī)器人的靜剛度和動力學(xué)性能,對整機(jī)的分析得到了碼垛機(jī)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(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析,建立了其位置正逆解矩陣,然后采用S型曲線運(yùn)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(jī)器人進(jìn)行了笛卡爾坐標(biāo)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(jìn)行了運(yùn)動仿真,并根據(jù)仿真結(jié)果預(yù)估伺服電機(jī)參數(shù),為伺服電機(jī)的選取提供了理論依據(jù)。
　　3.根據(jù)碼垛機(jī)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(jī)器人控制軟件,同時設(shè)計出相關(guān)的人機(jī)界面。
　　4.根據(jù)娃哈哈公司果奶生