高精度四轴自动搬运机器人实验平台的设计与分析

陈修龙， 李劲文， 盛永超

（山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛266590）

0 引 言

目前，工业机器人广泛应用于工业生产制造及物流等行业中，尤其是搬运机器人以其智能化、高效率及和谐的人机交互［1］等特点，在自动化搬运作业中受到了极大的欢迎，能极大地提高劳动生产效率，使企业在市场竞争中具有更大的优势和竞争潜力。

美国AMF公司研发出一款名叫Versatran的应用于工业生产的机器人，其机械手结构在工作过程中可以完成腰部的圆周整转动作，在竖直方位上的升降动作，以及工作空间范围内的伸缩运动［2］。日本安川公司研发的名为MPL160的堆叠机器人末端执行器的负载能力高达160 kg［3］，其末端重复定位精确度可达到±0.5 mm。德国KUKA公司对机器人的开环式结构框架脱离了有线控制，使机器人操作更加方便、更加智能化，并将三维空间物体辨别系统应用到了机器人视觉领域［4-5］。而在国内工业机器人的研究中，王琪等［6］利用Adams对搬运机器人的杆长进行参数化设计，从而实现搬运机器人机构的优化设计。杨国军等［7］提出了一种以模糊原理为基础的遗传算法，并基于此遗传算法提出了机械手末端轨迹规划的时间最优设计方案。白晶等［8］设计了能够应用于4自由度码垛搬运机器人的模糊PID控制算法，有效地改善了多轴机器人控制器的控制精度。王占军等［9］利用Ansys中模态分析板块，对码垛机器人的三维模型进行模态和振型分析，找出机器人在工作时的脆弱环节，为优化构型提供理论基础。……