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1、多自由度直角坐标型码垛机器人本体结构设计Body structure design of rectangular coordinate palletizing robot with the multi-degree freedom学生姓名 学号所在学院 班级所在专业 机械设计制造及其自动化申请学位 学士指导教师 职称副 指 导 教 师 职称答辩时间目 录设计总说明 .IINTRODUCTION .II1 绪论 .11.1 码垛机器人的发展状况 .11.2 研究目的及意义 .12 课题内容及要求 .221 研究目标、内容及拟解决的关键问题 .22.2 参数要求 .33 总体机构设计 .33.1
2、机械抓手设计 .63.1.1 方案选择 .63.1.2 力学分析 .73.1.3 气缸选择 .93.2 丝杆螺母副的计算与选型 .93.2.1 Z 轴滚珠丝杠螺母副的计算与选型 .93.2.2 x 轴和 y 轴滚珠丝杠螺母副的计算与选型 .123.3 各轴驱动电机选型 .123.3.1 Z 旋转轴电机的选择 .133.3.2 Z 轴步进电机的计算与选型 .153.3.3 x 轴和 y 轴步进电机的选用 .173.4 直线滚动导轨副的计算与选型 .183.5 轴承的选用 .203.5.1 Z 旋转轴轴承的选用 .203.5.2 Z 轴滚珠丝杠下端单向推力球轴承的计算与选型 .203.5.3 其他
3、轴承的选用 .213.6 锥齿轮传动的计算与选型 .234 总体支架的受力分析 .25总 结 .29鸣 谢 .30参考文献 .31I设计总说明直角型码垛机器人是工业机器人的一种，通过对它的数控编程，它能实现可以在XYZ 三维坐标系中任意一点的移动和遵循可控的运动轨迹。可以实现很多种码垛的方式，在生产线上对替代人工，提高生产效率等具备显著的应用价值。本课题设计的设计内容是完成多自由度直角坐标型码垛机器人本体结构设计，此码垛机器人有四个自由度，用于在流水线对纸箱整齐地码垛在托盘上，能够快速紧凑地码垛。可以通过快速替换机械抓手和重新编程对不同大小的物体进行快速码垛，可以适应不同的码垛对象，应用广泛。
4、第一步：是对国内外有关码垛机器人领域内的研究背景和发展状况进行了解，并了解其研究目的及意义。第二步:是对码垛机器人的总体方案的选择：通过进行了详细的对比与选择，找到最合适的设计方案，最后方案采用龙门式机构，主要采用是滚珠丝杆螺母副传动，驱动装置采用步进电机，可以通过数控编程改变码垛的路线。第三步:是通过对履带机器人的使用情况与需求，对机构的选型与计算，主要机构有机械抓手、滚动丝杆螺母副、直线滚动导轨副、步进电机、滚动轴承等。第四步:是通过 Pro/E 画出该码垛机的总体三维结构图，通过 CAD 画出码垛机总装配图和其零件图，最后通过 Pro/E 画出该码垛机运动仿真。关键词：码垛机器人；丝杆螺
5、母；步进电机IIINTRODUCTIONRight angle type palletizing robot is a kind of industrial robot. Through the NC programming, it can move in the XYZ coordinate system of arbitrary point mobile and follow the trajectories of controllable.It can palletize in so many ways in the production line to replace the work
6、erl, improving production efficiency and having significant application value.This time, the design content of this graduation design is to complete the multi degree of freedom rectangular coordinate palletizing robot body structure design, the palletizing robot has four degrees of freedom, used in
7、the production line of carton packaging of product palletizing in tray.It can compact stacking quickly.It Can replace mechanical grip and re- programe of different size objects for rapid palletizing,and adapt to different palletising object, having a wide range of applications.The first step of the
8、design is to understand at home and abroad of palletizing robot in the field of the research background and development situation, and understand the purpose and significance of the research.The second step is the selection of the overall scheme of the palletizing robot: through detaileing compariso
9、n and selection, finding the most suitable design. Finally,i chosed the gantry mechanism, the ball screw nut transmission, drive the stepper motor, through the NC programming change stacking line.The third step is through the use condition and the demand of tracked robot, selectiing and calculating
10、of the agency, main body with mechanical grip and rolling screw nut pair, linear rolling guideways, step motor, rolling bearing and so on.The forth step is through the Pro/E to draw the palletizing machine overall three-dimensional structure, through the CAD to draw out the palletizing machine assem
11、bly drawing and the parts drawing. Finally, through the Pro / E ,i draw the palletizing machine motion simulation.KEYWORDS: Palletizing robot；Screw nut；Stepper motor本科生毕业设计 1 多自由度直角坐标型码垛机器人本体结构设计毕业设计说明书1 绪论1.1 码垛机器人的发展状况目前欧、美、日的各种码垛机器人在码垛市场的占有率均超过了 90，绝大数码垛作业由码垛机器人完成。并且基本由他们垄断了全球市场。 我国的工业机器人在国家支持下，通过“七五”“八五”和“九五”科技攻关，并取得了长足的进步，国外码垛机器人在我国市场一统天下的局面正在被打破16。 但是，我国的工业码垛机器人其应用水平和技术与其他发达国家相比还有很大差距，如国外同类产品可靠性比我国高，起步较晚，运动速度和精度还有很广提升空间。生产线技术水平与国外相比仍有差距。和全球市场相比，码垛机器人应用规模仍然很小，我国还未发展成专门的产业。并且当前我国的码垛机器人生产品种规格多，批量小，零
