隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,。機(jī)器人作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),，具用控制方便，執(zhí)行動(dòng)作靈活,，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的空間軌跡控制,。特別適用于多品種，變批量的柔性化生產(chǎn),。我公司以德國(guó)直角坐標(biāo)機(jī)器人為核心產(chǎn)品,，開(kāi)發(fā)了多種工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品，如涂膠機(jī),、點(diǎn)膠機(jī),、自動(dòng)上下料機(jī)械手、碼垛機(jī),、探傷檢測(cè)設(shè)備,。
本文就主要介紹直角坐標(biāo)機(jī)器人在鋁錠搬運(yùn)中的應(yīng)用.
直角坐標(biāo)機(jī)器人在鋁錠碼垛機(jī)上的應(yīng)用
直角坐標(biāo)機(jī)器人在碼垛機(jī)上的使用越來(lái)越多，其特點(diǎn)是負(fù)載 范圍大，小到幾公斤,，大到幾噸,；運(yùn)行速度快，且速度可調(diào)整,； 動(dòng)作靈活,，可以完成復(fù)雜的碼垛任務(wù)；可靠性高,，維護(hù)簡(jiǎn)單,。
要求：按層碼垛
運(yùn)動(dòng)空間為三維，四自由度運(yùn)動(dòng),。
行程：X方向2200mm, Y方向1500mm, Z方向1200mm, 水平旋轉(zhuǎn)：+-900
能夠和生產(chǎn)線融為一體,，有良好的通訊。
最大負(fù)載重量為150Kg,額定負(fù)載125Kg,。層與層間成90度角交叉排放,。
每垛共九層，垛高1000mm,。
最快碼垛速度為1000mm/s,，平均速度為500mm/s。
碼垛精度：1mm
根據(jù)以上要求,，我們?cè)O(shè)計(jì)了一臺(tái)四坐標(biāo)機(jī)器人,。介紹如下：
機(jī)器人組成：
　　該機(jī)器人由安裝架,、機(jī)器人定位系統(tǒng)" title="定位系統(tǒng)">定位系統(tǒng),、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、供膠系統(tǒng)及涂膠槍,、控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng)及電控配電系統(tǒng),、安全防護(hù)裝置等組成。
1,、機(jī)器人安裝架
　　因?yàn)樵摍C(jī)器人碼垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度很快,，起停狀態(tài)對(duì)安裝架有很大的沖擊。安裝架必須有非常好的剛性才能保證機(jī)器人運(yùn)行的穩(wěn)定,。
　　我們?yōu)榇嗽O(shè)計(jì)了焊接鋼架結(jié)構(gòu)作為支撐架,。又因?yàn)殇X廠有較大的灰塵水氣，我們?cè)跈C(jī)器人的上部分設(shè)計(jì)了鋁架結(jié)構(gòu),，并用玻璃罩將機(jī)器人罩住,。使用鋁型材的好處是重量輕。
2,、機(jī)器人定位系統(tǒng)
　　機(jī)器人定位系統(tǒng)是整臺(tái)設(shè)備的核心,，為德國(guó)NCF公司產(chǎn)品，運(yùn)動(dòng)速度快,，而重復(fù)精度比較高高,， X,Y,Z三坐標(biāo)均選擇為同步齒形帶傳動(dòng),，單坐標(biāo)重復(fù)定位精度為0.05mm，最快直線運(yùn)動(dòng)速度：1000mm/s,。其中X坐標(biāo)軸為兩根長(zhǎng)度為3000mm,，跨度為2200mm的定位系統(tǒng)，由同步傳輸器保證兩根定位系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的同步,，由一臺(tái)3000W伺服電機(jī)" title="伺服電機(jī)">伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),。出于驅(qū)動(dòng)扭矩及慣量的匹配，需要配一臺(tái)行星減速機(jī),。
　　Y軸選用雙定位系統(tǒng),，之所以選者如此大截面的定位單元，主要是因?yàn)閅軸為雙端支撐,，中間懸空結(jié)構(gòu),，如果選擇的截面不夠，將不能保證機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性,，機(jī)器人在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)將發(fā)生振顫,。兩根定位單元并排使用，將Z軸夾在中間,，能夠很好的平衡負(fù)載,，這種安裝方式具有非常好的穩(wěn)定性。兩根定位系統(tǒng)由一臺(tái)2500W伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)" title="電機(jī)驅(qū)動(dòng)">電機(jī)驅(qū)動(dòng),，出于驅(qū)動(dòng)扭矩及慣量的匹配,，需要配一臺(tái)行星減速機(jī)。
　　Z軸定位系統(tǒng)牢固穩(wěn)定,。該產(chǎn)品一般滑塊固定而定位體作伸縮式運(yùn)動(dòng),，驅(qū)動(dòng)定位體的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和滑塊安裝在一起。該伺服電機(jī)因需要將物體快速提升,，需要克服很大的重力和加速力,，需要較大的功率才可以。
　　實(shí)際應(yīng)用中我們選擇了一臺(tái)4000W帶抱閘的伺服電機(jī),，匹配了一臺(tái)一臺(tái)行星減速機(jī),。
　　旋轉(zhuǎn)軸與Z軸是集成在一起的，通過(guò)在Z軸定位體中心添加一根貫穿的長(zhǎng)軸實(shí)現(xiàn)的,。長(zhǎng)軸的最上端作為驅(qū)動(dòng)端,，與伺服電機(jī)安裝在一起。
長(zhǎng)軸的最下端作為負(fù)載端,，用于安裝物體,。因物體較重，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，不能直接安裝在驅(qū)動(dòng)軸,，必須加一臺(tái)盤(pán)式減速機(jī)才能匹配,。伺服電機(jī)的動(dòng)力先由長(zhǎng)軸傳輸?shù)綔p速機(jī)再傳輸?shù)截?fù)載，就實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)負(fù)載的功能,。
3,、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
　　該碼垛機(jī)器人的選用具有Profibus 功能的伺服電機(jī)。每個(gè)運(yùn)動(dòng)軸配有一臺(tái)伺服電機(jī)及一臺(tái)減速機(jī),，四個(gè)運(yùn)動(dòng)軸,，共四套伺服電機(jī)和四臺(tái)減速機(jī)，其中垂直運(yùn)動(dòng)軸為帶抱閘伺服電機(jī),。
4,、機(jī)器抓手
　　該機(jī)械手選用德國(guó)菲施托氣動(dòng)機(jī)械手，壓力可調(diào),，配備壓力緩沖閥,，使夾持動(dòng)作平穩(wěn)抓手上裝有感應(yīng)機(jī)構(gòu)，能夠自動(dòng)感知物體,，并通知控制中心進(jìn)行物體抓放,。
5、控制系統(tǒng)
　　控制系統(tǒng)由大型PLC,、觸摸屏組成,。該系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的Profibus通訊功能。能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給以太網(wǎng),，能夠?qū)⒖刂浦噶钜钥偩€的方式發(fā)送給伺服系統(tǒng),，使整個(gè)的運(yùn)動(dòng)相當(dāng)流暢。該系統(tǒng)可預(yù)置多種工件的程序,，更換品種時(shí)可在觸摸屏上調(diào)用相應(yīng)程序,。
6、安全防護(hù)裝置
　　該機(jī)具有故障提示及報(bào)警功能,，并且每次出現(xiàn)故障時(shí)都能準(zhǔn)確的反映出故障具體位置，便于迅速排除故障,，主要包括：機(jī)器人碰撞保護(hù)功能,；工件安裝到位檢測(cè)；光幕安全保護(hù),。
7,、碼跺機(jī)結(jié)構(gòu)如下：