直角坐標機器人在鋁錠碼垛機上的應用

直角坐標機器人在碼垛機上的使用越來越多，其特點是負載范圍大，小到幾公斤，大到幾噸；運行速度快，且速度可調整；動作靈活，可以完成復雜的碼垛任務；維護簡單。

要求：按層碼垛；

運動空間為三維，四自由度運動。

行程：X方向2200mm, Y方向1500mm, Z方向1200mm, 水平旋轉：+-900?

能夠和生產線融為一體，有良好的通訊。

負載重量為150Kg,額定負載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

根據以上要求，我們山東騰陽有限公司設計了一臺四坐標機器人。

機器人組成

該機器人由安裝架機器人定位系統、伺服驅動系統、供膠系統及涂膠槍、控制系統及電控配電系統、防護裝置等組成。

1、機器人安裝架

因為該機器人碼垛機的運動速度很快，起停狀態對安裝架有很大的沖擊。安裝架有好的剛性才能機器人運行的穩定。我們為此設計了焊接鋼架結構作為支撐架。又因為鋁廠有較大的灰塵水氣，我們在機器人的上部分設計了鋁架結構，并用玻璃罩將機器人罩住。使用鋁型材的好處是重量輕。

2、機器人定位系統

機器人定位系統是整臺設備的，為德國bahr公司產品，因運動速度快，而重復精度并不高， X,Y,Z三坐標均選擇為同步齒形帶傳動，單坐標重復定位精度為0.1mm，直線運動速度：1000mm/s。其中X坐標軸為兩根長度為3000mm，跨度為2200mm的定位系統ELZ100，由同步傳輸器兩根定位系統運動的同步，由一臺3000W伺服電機驅動。出于驅動扭矩及慣量的匹配，需要配一臺行星減速機。

Y軸選用ELZ100和ELR100雙定位系統，之所以選者如此大截面的定位單元，主要是因為Y軸為雙端支撐，中間懸空結構，如果選擇的截面不夠，將不能機器人運動的平穩性，機器人在運動時將發生振顫。ELZ100為主驅動結構，ELR100位輔助結構。兩根定位單元并排使用，將Z軸夾在中間，能夠很好的平衡負載，這種安裝方式具有好的穩定性。兩根定位系統由一臺2500W伺服電機驅動，出于驅動扭矩及慣量的匹配，需要配一臺行星減速機。

Z軸選用ELSD100雙滑快全包圍定位系統，牢固穩定。該產品是專為同時完成物體和旋轉兩個運動而設計的。該產品一般滑塊固定而定位體作伸縮式運動，驅動定位體的伺服電機驅動和滑塊安裝在一起。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。

實際應用中我們選擇了一臺4000W帶抱閘的伺服電機，匹配了一臺一臺行星減速機。