陈亚琳

南京工业职业技术学院（南京 210023）

对产品进行码垛是食品生产线上一个非常关键的步骤，传统的码垛是通过人力将包装箱通过一定的排列顺序码放在码盘上。随着生产线速度的提高，人工成本的上升，产业结构正在发生巨大的改变，利用机器人代替人力是一个必然的趋势[1-4]。主要研制一台基于食品包装箱码放的码垛机器人，并对其做运动学分析。然后运用ADAMS软件建立了虚拟样机模型，根基实际作业循环情况，设定其运动参数，得到了末端执行器的位移、速度与加速度相对于时间的曲线。

1 码垛机器人的结构设计

设计的码垛机器人是用在食品生产线上，其布置位置如图1所示，设计的码垛机器人工作效率为2.5 s/箱，最大负载为100 kg。码垛机器人的工作流程是：1）抓取包裹；2）搬运包裹到码盘上方并调整位置；3）放置包裹；4）返回初始位置。具体工作时间分配如图2所示。

综合各因素考虑，试验设计的码垛机器人结构为四自由度的平行四连杆圆柱坐标式码垛机器人[5-6]，结构简图如3图所示。该机器人主要由臂部机构、底座、腕部旋转机构及腰部旋转机构等组成，其水平和竖直运动分别由伺服电机带动通过同步带连接的滚珠丝杠旋转，从而带动丝母座平东实现水平和竖直运动，腰部和腕部的旋转可以分别独立进行，不仅结构简单，而且易于控制。腰部和腕部旋转分别由伺服电机经过减速机增扭实现腰部关节和腕部关节的旋转。臂部结构组成平行四边形，从而实现位移的放大功能。……