自动立体仓储系统码垛机器人单元设计+CAD图纸(3)
近年来，我国许多专家企业、科研院校开始研制属于我国自己的码垛机器人产品。2004年哈尔滨工业大学研制出了1600型基于FFS的全自动包装机器人码垛生产线，这条生产线可广泛用于化工、石化、医药、港口、仓储等行业，能够实现自动称重、包装、码垛，可实现高速高精度的运行，其生产线在高速称重时精度可达土2 %，称重能力达到1200次/小时，自动装袋速度800袋/小时，码垛能力则达到1200袋/小时；上海沃迪自动化装备股份有限公司在吸收消化国外先进技术的基础上，携手上海交通大学机器人研究所共同研发了具有线性四连杆机构的TPR系列码垛机器人，如今，工业自动化已经成为我国制造工业发展的必然趋势，国内大批量全自动化码垛生产线的兴起，码垛系统将具有更加广泛的市场前景和发展潜力。
随着物流、食品和石化等行业的不断发展，码垛机器人发挥着越来越重要的作用。标准的码垛机器人在电子和机械部件、对表面很敏感的塑料部件、对外形很挑剔的冲压部件、车床工件等有很多用途。一款优秀的码跺机器人不仅能独立地在复杂工作环境中长期、稳定地执行高强度码垛作业，也能作为一个子系统轻松并入生产设备控制系统完成生产线所有自动控制。在恶劣的作环境中以及危险工作场合的作业是一种有害于健康，并危及生命或不安全因素很大而不适宜于人去干的作业。此外，在自动化生产领域，码垛机器人可用来上下料、码垛、卸货以及抓取零件重新定向等作业。一个简单抓方作业机器人只需较少的自由度，一个给零件定向作业的机器人要求具有更多的自由度，增加其灵巧性。
工业机器人具有减少劳动力费用、提高生产率、改进产品质量、增加制造过程的柔性、减少材料浪费、控制和加快库存的周转、降低成本、消除了危险和恶劣的工作岗位。码垛机器人适用于化工、工矿、粮油以及建材等行业，通过配置便能完成尼龙(纸)袋、纸箱、塑料箱、玻璃瓶的装卸码垛任务，生产的直接和间接经济效益相当可观。在许多工业自动化产和物流过程中，码垛机器人逐渐成为自动化生产环节中不可或缺的自动化设备。虽然码垛机器人技术在我国的大部分应用广泛，但其关键的部件和核心技术仍被欧美等发达国家和地区的知名企业所垄断。目前我国的大多数大型或者高端的码垛机器人基本从国外进口，这就增加了生产成本。此外，在码垛机器人的关键技术上也会受制于人，为了提高我国的码垛机器人技术的资助卡发能力，推进码垛技术在我国的发展打破高新技术企业的垄断，已成为我国生产领域迫在眉睫必要解决的任务和目标。
2. 码垛机器人单元应用案例调研学习概述
根据本课程设计要求以及为了对课题本身的探索和了解，遂广泛阅读相关资料查阅码垛机器人单元应用案例的知识以加强自身对于本课题的深入认识，为后期的设计与问题的解决打下坚实的基础。通过查阅大量资料翻阅相关书籍，选取下列一种袋式抓取码垛机器人作为应用案例进行调研、分析和学习。
2.1 码垛机器人系统的基本构成
四自由度圆柱坐标型机器人传动结构原理如下图所示，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。腰部的旋转由电机经减速器驱动，减速比的设计需要根据负载转动和电机转子转动惯量的比来确定，由于负载转动惯量相对于电机转子转动惯量来说是巨大的，所以腰部电机与负载之间将需要一个很大的减速比。臂部的上下、伸缩运动由电机经减速器和丝杠实现，减速器的设计是为了使负载转动惯量和电机转子惯量的匹配，另一方面，使用同步齿形带减速可以隔离电机振动，丝杠的作用是把电机的旋转运动转换为臂的移动。腕部的旋转运动方案与腰部类似，主要考虑因素是负载转动惯量。本案例的垂直和水平臂直接引用MISUMI厂家两轴机器人标准模块。