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)；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。

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。

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，我們山東騰陽(yáng)有限公司設(shè)計(jì)了一臺(tái)四坐標(biāo)機(jī)器人。

機(jī)器人組成

該機(jī)器人由安裝架機(jī)器人定位系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、供膠系統(tǒng)及涂膠槍、控制系統(tǒng)及電控配電系統(tǒng)、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。安裝架有好的剛性才能機(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，為德國(guó)bahr公司產(chǎn)品，因運(yùn)動(dòng)速度快，而重復(fù)精度并不高， 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0.1mm，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)ELZ100，由同步傳輸器兩根定位系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的同步，由一臺(tái)3000W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ELZ100和ELR100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，將不能機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)時(shí)將發(fā)生振顫。ELZ100為主驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，ELR100位輔助結(jié)構(gòu)。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)，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軸選用ELSD100雙滑快全包圍定位系統(tǒng)，牢固穩(wěn)定。該產(chǎn)品是專(zhuān)為同時(shí)完成物體和旋轉(zhuǎn)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)而設(shè)計(jì)的。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)。