食品自动装箱并联机器人的设计及仿真分析

吴萍

常州工业职业技术学院（常州 213164）

在生产量大的食品行业，为提高生产效率，一般需要快速准确地完成袋装食品装箱，而传统人工操作不但容易发生装箱错误且人工成本越来越高，所以用机器人取代人工是一个必然趋势[1-2]。

食品工业中应用的装箱机器人大部分是串联机器人，它是由各个运动关节依次串联组成的一个开式机构，其结构特点导致其具有刚度低、承载能力小、定位精度低等缺点，而并联机器人其结构是一个闭合机构。并联机器人与串联机器人相比，具有高刚度、大承载能力、高定位精度以及很好的动态特性等特点[3]，因此并联机器人被大量应用于需要快速精确完成任务的工况中，在电子、食品、医药等行业的拾取、分拣、装箱等工序上具有广阔市场前景。

1985年，瑞士Clavle发明Delta并联机器人，被广泛应用于分拣行业，它是世界上应用最多的并联机器人结构[4-6]。以Delta并联机器人为原型，设计一种用于食品装箱的四自由度并联机器人。

1 机器人结构设计

根据食品装箱工序的特点，选用四自由度并联机器人，以Delta并联机构为原型设计[7-8]，设计的并联机器人主要由4组相同的基于平行四边形机构的传动铰链组成，其动平台与静平台在任何时刻都能保持平行，并增加末端执行器的旋转运动，也就是说它具有X、Y、Z3个方向的移动及绕Z轴的旋转4个自由度。

其结构如图1所示，主要由驱动部件、静平台、动平台、主动臂、从动臂以及执行结构组成，由主……