教学用工业机器人码垛工作站设计.pdf

毕业论文（设计）

教学用工业机器人码垛工作站设计

姓名：

学号：

学院：

专业：

班级：

指导教师(职称)：

年月日

摘要随着工业4.0时代进程的加快，以工业机器人为代表的智能装备产业面临

着前所未有的机遇，作为制造业大国，中国已经成长为全球最大的工业机器人市

场，因此，工业产业机器人也需要更多的教学和相关人才。因此，如何提高工业

机器人技术成为当前一个重要课题。而工业机器人技术中最关键的是机器人末端

执行器的运动控制，所以要想使工业机器人更好地发挥作用就必须解决其运动控

制系统问题。设计了基于FANUCFANUC工业机器人教学码垛工作站，对码垛工作

站的装配、传动、拆卸和稳定性进行了优化。本文针对码垛机器人工作站提出了

一套完整的设计方案，包括整体布局设计以及各个部件具体实现方式。整个方案

分为三个部分：1)硬件结构；2)软件系统设计；3)控制系统设计。对码垛传送和

机器人末端执行器的性能进行了改进和优化。对带轮、抓取吸盘等主要部件进行

了系统的计算，确定了吸盘的型号和尺寸。最后，用Solidworks对码垛工作站

的各个改进的部件做了三维模型设计，利用ROBOGUIDE仿真软件对码垛工作站的

设计方法进行了测试.在此基础上完成了控制系统硬件和软件设计研究。最后通

过实验验证了控制系统设计方案的正确性与可行性。并给出了具体实现方法。为

进一步开发研制码垛机器人工作站奠定了基础。实验结果表明，设计的码垛机器

人工作站达到了设计要求。

关键词：工业机器人；码垛工作站；Solidworks；ROBOGUIDE仿真软件

目录

1绪论3

1.1研究背景及意义3

1.2国内外现状4

1.3教学用工业码垛工作站的发展趋势4

1.4教学用工业机器人码垛工作站的设计任务4

2学用工业机器人码垛工作站的总体方案设计5

2.1工业机器人码垛工作站的总体设计思路5

2.2教学用工业机器人码垛工作站的设计方案5

2.3FANUCROBOTM-20iA6

3传送带的简易设计7

3.1传送带框架的连接7

3.2传送带的传感器的选择8

3.3传送带的整体框架8

3.4计算传送带传送工件所产生的功率9

4末端执行器的设计11

4.1码垛抓手的分类11

4.2各式码垛抓手的优缺点表3码垛抓手的优缺点12

4.3对码垛抓手的具体设计12

5码垛工作站的仿真及安全事项14

5.1ROBOGUIDE仿真软件简介14

5.2三维设计15

5.3在ROBOGUIDE软件中对码垛工作站进行仿真16

6结论18

参考文献19

致谢20

1绪论

1.1研究背景及意义

随着工业4.0时代的到来，各行各业的人工成本也越来越高。我国工业产业

也开始逐步扩大工业机器人在各个行业的应用。所以，物流领域有关的产业中工

业机器人码垛工作站的使用也逐渐变得一天比一天多。物料的搬运和堆放是一种

十分常见的普通的工作，在很多行业都是随处可见，看起来以为非常简单的工作，

却包含着基础性、长期性的企业生产要求。越来越多的工业机器人出现，但是却

没有充足的工业机器人操作人员。另外，传统的码垛都是由人工[1]完成，随着

现代化的科技和生产力逐渐融入到生产线中，某些产业的生产线运行速度倘若比

较高又或者产品的质量比较大，依靠人力有时候是不能满足生产目标和要求的。

而且，利用传统人力来进行货物码垛，加入生产线中的人数越多，企业所承担的

生产成本和其他成本就会比较高，最重要的是这样做对于提高生产效率毫无帮助。

而且码垛机器人的造价不菲，一旦出现意外，损失也是非常大的。所以要设计出

更稳定，效率更高且易于维修的教学用工业机器人码垛工作站。

1.2国内外现状

工业机器人技术在国外的发展比较早，而且已经