印刚 管亚狮 袁明新

面向液态食品，集吹瓶、灌装、旋盖、包装、储运等生产过程的产存一体智能成套装备是由江苏新美星包装机械股份有限公司自主研发，属国内首创。该装备能有效帮助客户降低生产运营成本，提高生产效率和能源利用率。而高效包装输送单元是装备中的重要一环，主要利用工业机器人实现饮料瓶的装箱和码垛等转运。而码垛机器人末端执行器的结构设计是否合理对转运效率和稳定性至关重要，一直是工业机器人应用的关键技术。李营等[1]针对多规格箱体的码垛需要，设计了真空吸盘式机器人末端执行器来提高码垛效率，刘明保等[2]提出了带有钳口“手指”的抓取器，杨传民等[3]针对不同类型和规格包装件的码垛需求，设计了铲式抓取器和吸附式抓取器两种方案，高颖超等[4]针对超大尺寸瓷板的码垛需求，利用真空吸盘设计了瓷板码垛机器人的码垛手爪，实现了大尺寸瓷板的可靠抓取、搬运和码放。由上可以看出，设计匹配产品尺寸和规格的机械手是码垛效率和稳定性的关键。为了实现液态食品产存一体智能成套装备中饮料箱的高效码运，文中设计了一种指形末端执行器[5]，并对其关键部件进行了校核，对负载下的码垛机器人进行了模态分析，校核和力学分析都验证了设计的有效性。

1 码垛机器人末端执行器设计

本设计以15kg饮料箱为码垛对象，机器人选择ABB公司的IRB660系列机型。为了有效防止码垛过程中的饮料箱掉落，末端执行器采用夹持式机构，如图1所示。……