上纸箱最高处到地面≤1700mm。行程:X方向2200mm,Y方向1700mm,Z方向1700mm,水平旋转:+90o.最快码垛速度可达到1000mm/s,平均速度为500mm/s,码垛精度为1mm。码放方式的要求是在托盘尺寸内每层尽可能多地摆放纸箱,托盘四周的纸箱尽可能平稳,要保证运输过程中平稳不倒。而码好的托盘每两层纸箱间要向砌砖墙那样,尽可能地相互压住和咬合,如图2-2单数层和双数层的摆放方式不一样。这样才可以保证码满纸箱的托盘(最高1.7米)在运输过程中平稳。图2-2(a)单层纸箱排放方式图2-2(b)双层纸箱排放方式3总体机构设计设计方案初步有两种方案:一种是悬臂式的码垛机器人,第二种是龙门式的码垛机器人,如图2-3。图2-3(a)悬臂式码垛机器人图2-3(b)龙门式码垛机器人因为在工作空间比较大的情况下,龙门式的码垛机器人机构比较稳定,机器人在工作的时候不容易产生晃动,所以选择第二种龙门式码垛机器人。X轴和y轴可以近似看做xy工作台。主要方案选定是z轴。Z轴是上下运动,有两个方案:方案一是采用丝杆螺母形式传动,方案二是采用齿轮齿条形式传动。但方案二抓手和物体的重量直接要求齿轮和齿条来承受,对齿条和齿轮要有很大的要求,而且因为齿轮的传动特性,会使下降和上升的速度产生齿轮的多边形效应。所以比较后采取方案一丝杆螺母形式传动。采用丝杠螺母形式也有两方案可以选择,第一种方案是丝杠不动,抓手和物体通过螺母座与丝杠螺母连接做上下运动。第二种是丝杠螺母通过螺母座固定在y轴的工作台上,而丝杠的底部与抓手连接做上下运动。但第二种方案做上下运动的重量比较大,会导致做很多无用功从而使码垛机器人的效率降低。所以通过比较后采取第一种方案。采用这种方案因为只受到竖直的载荷,所以不需要滚动导轨,只需要滚珠丝杆螺母副的计算与选型。机构简图如图2-4,三维视图如图2-5和图2-6。图2-4机构简图
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