自动立体仓储系统码垛机器人单元设计+CAD图纸(4)
1、 基座 2、腰部电机 3、腰部摆线针轮减速机 4、立柱 5、水平臂电机6、水平臂 7、垂直臂电机8、垂直丝杆 9、水平丝杆 10、腕部电机11、腕部减速机 12、机械抓手
图2.1-1 圆柱坐标型机器人传动系统结构原理图
驱动系统是驱动卸垛机器人执行机构运动的动力装置调节装置和辅助装置组成。常用的驱动系统有液压传动、气压传动、机械传动。控制系统是支配着工业机器人按规定的要求运动的系统。目前工业机器人的控制系统一般由程序控制系统和电气定位或机械挡块定位系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机器人的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。
图2.1-2 运动控制系统
码垛机器人属于点位式，只考虑末端执行器运动目标点，不必关心其运动轨迹。码垛机器人系统由多个运动组成，各运动是在运动控制器的协调下运动，这是一个典型的机电一体化系统。本系统的设计主要由机械、气动、控制、传感器四大部份组成。其中机械部分主要是机器人的机械传动设计、机械结构设计，传送装置的设计；气动部分主要是整形装置、机器人的末端执行器的动作设计，由电磁控制阀和气缸组成；控制部分主要是由运动控制器、电机驱动器、人机界面、计算机等组成；传感器主要分部在三个部位：一是安装在定位传送带上，检测需码跺产品是否到位，可采用光电传感器：二是在各运动轴的极限位置，用以控制机器人的最大运动范围：三是采用闭环或半闭环的运动系统，则需要安装位置检测传感器(如测速发电机、光电编码器)来检测运动轴的位置并把位置信息反馈给运动控制器。其中关健控制系统可由控制伺服电机，步进电机、变频器、气动／液压伺服缸或者是这几种执行机构的任意组合而成，并具备PLC功能，每个控制器上都带有一定数量的可进行编要进行扩展，能完成逻辑控制功能。
2.2 码垛机器人的功能描述
此袋式抓取码垛机器人在当今的工业生产领域应用相当普遍。在一代又一代的更新与改进后，五轴优尔轴等先进的码垛机器人也相继出现。随着科技工业自动化的发展，很多轻工业都相继通过自动化流水线作业。尤其是食品工厂，后道包装机械作业使用一些成套设备不仅效率提高几十倍，生产成本也降低了。这不仅是工业生产领域的推陈出新，也是解放生产力的一大巨变。
袋式抓取码垛机器人用于电子、食品、饮料、烟酒等行业的纸箱包装产品和热收缩膜产品码垛、堆垛作业，不仅大大地节约了人力，也大幅度地降低了生产成本提高了生产效率。它结构简单、零部件少。因此零部件的故障率低、性能可靠、保养文修简单、所需库存零部件少。此外占地面积少既有利于客户厂房中生产线的布置，又可留出较大的库房面积以供他用。而当客户产品的尺寸、体积、形状及托盘的外形尺寸发生变化时只需在触摸屏上稍做修改即可，不会影响客户的正常的生产。而机械式的码垛机更改相当的麻烦甚至上是无法实现的。码垛机能耗低从而大大降低了客户的运行成本。
2.3 码垛机器人的机械结构
码垛机器人的腰部功能是让上部整体机构作旋转运动，它四个自由度独立控制，臂部和腕部绕腰部做旋转运动，上下移动臂和伸缩臂的运动都能改变末端执行器的位置。腕部运动方式类同腰部，带动机械抓手快速旋转。机械抓手是以袋式抓手为例的，该机可以根据产品的不同更换对应的机械抓手。