前言：

玻璃行業(yè)是我國重要產業(yè)之一，近幾年，隨著市場的需求，玻璃的生產正朝向二個“極端”發(fā)展——太陽能光伏玻璃和浮法玻璃，尤其房地產業(yè)的興起，大型幕墻玻璃被廣泛需求，是發(fā)展趨勢之一。因此在玻璃生產的冷端，對單片在200Kg以上的玻璃快速搬運碼垛就成了企業(yè)需要解決的問題。沈陽萊茵機電有限公司為一些用戶設計制造了200kg~350kg載荷的搬運碼垛機器人，下面就以為北方某企業(yè)設計制造的一種搬運碼垛機器人為例來介紹。

1、 最大玻璃規(guī)格： 3300*2400mm

2、 最小玻璃規(guī)格： 2000*1500mm

3、 玻璃厚度： 2~12mm

4、 玻璃正常工作速度：20~60m/min

5、 輥道高度： 925±50 mm

6、 輥道寬度： 4200mm

7、循環(huán)時間：大中片 10-12秒； 小片 8-10秒

8、 堆垛精度： ±2mm

9、最大抓取重量：單片240 kg（玻璃重量）

根據(jù)客戶實際要求，采用德國Roboworker公司直角坐標機器人

整個運動部分由下面六個主要部分組成，

1 吸盤調整角度軸，稱作A軸，

2吸盤86度轉動軸，稱作B軸，

3吸盤上下運動軸，稱作Z軸，

4吸盤與跟隨玻璃運動軸，稱作Y軸，

5 吸盤向排放處運動軸，稱作X軸，

6 智能CCD相機系統(tǒng)

下面分別加以介紹

1 玻璃邊緣方向和位置檢測系統(tǒng)--線陣CCD智能相機

玻璃在傳送帶上就已經(jīng)偏了，通過線陣CCD智能相機（德國VC2000）自動檢測玻璃邊緣的位置變化，然后給出角度偏差及位置，然后把該信號送進機器人控制系統(tǒng)。

VC2000照片及簡單介紹。

2 吸盤調偏機構

玻璃邊緣在傳送帶上的偏差不應太大，如果玻璃的長邊為3300mm， 則邊緣偏差應小于300mm。玻璃邊緣的位置偏差分為總體位置偏差和邊緣角度偏差?？傮w位置偏差是指邊緣中心點與理想位置的偏差，由機器手在計算抓取位置時考慮進去這一偏差。邊緣角度偏差要由一頂桿機構加以調整。

由于吸盤及玻璃總體重100公斤，所以有50公斤推力就可以改變吸盤的方向，我們計劃采用一個高速絲杠來作為頂桿，如果螺距為10mm， 采用交流伺服電機，轉動60傳就可以運動300mm，有2秒鐘時間足夠了。一個4Nm的交流伺服電機就可以產生500公斤的推力。

3 吸盤翻轉70~85度機構

整個吸盤在搬運玻璃離開傳送帶邊緣后就開始轉動，整個玻璃和吸盤從水平面開始轉動直到編程的角度。翻轉角度大約70~85度。這里采用吸盤中心為軸的翻轉機構。假設吸盤及整個玻璃的重心到轉軸的距離為0.5米，理論上就需要0.5*1000=500Nm的轉動扭矩來完整翻轉工作。如果我們采用一個減速比為200:1，效率為60%的減速機，理論上驅動電機的出力為：500/0.6/200 = 4.16N。如果我們采用一個額定出力為10Nm的伺服電機就可以了。額定扭矩為10Nm的伺服電機3秒內最大出力可達30Nm， 3秒內有7.19倍的實際出力，完全沒有問題。

如果吸盤轉動90度，那么交流伺服電機就要轉動：200/4 = 50傳，采用交流伺服電機，有1.2秒鐘時間足夠了。

所用的減速機可以采用行星減速機，也可以采用渦輪蝸桿減速機。

4 Z軸

如圖1中上下運動軸，本方案采用2根立柱，4導向機構，齒形帶傳動高速拉升機構。兩根立柱排放方式與圖1中上下運動軸相差90度，它們的間距為1000mm。 Z軸有效行程：1米， 最高允許運行速度：1米/秒，總負載重量：200公斤。

采用行星減速機和交流伺服驅動。具體型號要用德國專家軟件分析。

5 Y軸

本方案中也采用如圖1所示的兩根水平運動軸，4個大滑塊結構，滑塊間距大，保證運行平穩(wěn)。圖2是Y軸滑塊部位局部圖。

采用行星減速機和大功率交流伺服電機驅動同步輪傳動，Y軸的有效行程：6米

最高允許運行速度：2米/秒。

可以承受的總負載重量：300公斤以上

兩軸間距為1400mm。

6 X軸

采用類似上面Y軸的結構方式，但兩X軸間距為6000mm，所以采用雙軸分別同步驅動，這樣運動更平穩(wěn)。X軸的4滑塊比Y軸更大，也采用同步輪傳動。

有效行程：1米

最高允許運行速度：1.5米/秒。

總負載重量：

采用行星減速機和交流伺服電機驅動。

1 數(shù)控系統(tǒng)

采用德國Trimeta公司的5軸數(shù)控系統(tǒng)，控制6個伺服軸同時運動。詳細資料見德國Trimeta公司的網(wǎng)址：www.trimeta.com

2 伺服電機

采用德國產交流伺服電機。具體功率要用百格拉公司的軟件來選。

3 減速機

各種軸驅動電機，采用德國Neugart公司的行星減速機。

吸盤翻轉軸可能要采用德國SEW的雙輸出軸減速機。

視覺系統(tǒng)檢測到玻璃尺寸、位置、完整性、速度等信息

將信息傳送到主控系統(tǒng)

主控系統(tǒng)判斷分配到哪一臺機器人執(zhí)行

機器人移到等待位置

抓手傳感器捕捉到玻璃

等待給定時間

沿玻璃傳送方向直線同速移動

到達玻璃吸取位置

放下吸盤，打開真空吸取玻璃

機器人提升玻璃架，往轉盤架方向移動

二次檢測裝置測量玻璃邊緣位置信息

到達轉臺前放置位

緩慢往玻璃集裝架移動

放置玻璃

返回等待位置