自动立体仓储系统码垛机器人设计开题报告(4)
难点二：机械叉码货时的系统稳定性。码垛机器人在装卸货物时由于货物所在位置的起点和终点存在一定的距离，在这个过程中，不管是将货物托起在空中行驶还是将货物放置在立体仓库中，都存在一个稳定性的问题。针对这一问题有几种解决方案。首先是对自动控制的程序的改动与完善，保证在起落的前后时段是柔性动作却又不降低码垛效率。此外在码垛机器人的机械结构上设置缓冲装置，保证机器人在启动和到位时机械叉不致震动而让货物落下或偏离正确位置。其次，可对机械叉的机械结构做出一些相关的改动，例如对机械叉增加适当的斜度，并且在机械叉与货物的接触面上增加摩擦阻尼。之前想过一种方案，就是在机械叉的改动在其远离腕部的前端加上一个略带倾斜的弯曲部分，经过分析过后决定放弃这种方案。因为在加上倾斜的弯曲部分后，第一会给托取货物增大难度耗费码垛时间第二在放下货物时可能会勾翻货物，虽然保证了在空中托举的过程中的稳定性，但考虑到以上两点得不偿失。所以决定在叉与货物的接触面上增加阻尼，并且改变机械叉原来的水平而以略带倾斜的角度加以稳固。
难点三：码垛机器人单元样机分析仿真及码垛机器人功能验证。本课题设计是一项由计算机视觉技术、传感器、机器人技术，机电综合型、数控技术、运动控制器技术，计算机技术组成的综合运用。在进行码垛机器人单元样机分析仿真时，需要用三文绘图软件绘出所设计的码垛机器人三文模型，并采用软件的二次开发功能对码垛机器人进行分析和仿真。这就要牵涉到已创建好的三文模型与PLC的相关电控知识、C++语言的编程知识的结合运用。所以在后期的设计中，这些知识都需要合理掌握和运用，具有不小的难度。相关的参考资料也在不断地扩充中，将在后期的不断学习和实践中渐渐为设计与实践所用。
难点四：码垛机器人视觉技术。机器视觉技术的运用提高了码垛机器人对产品和包装件的适应能力,但在获取物体三文信息和运动物体的有效图像方面,还存在一些尚未解决的难题，提高图像处理算法速度也是目前急需解决的问题。如何针提高码垛机器人码垛的精确性，这一技术必须合理运用查缺补漏精益求精。针对计算机视觉技术的知识和运用还需进一步钻研并且竭力将其与码垛机器人的控制系统相配合，从而更好地完成此次课题。
4、方案论证
码垛机器人的技术方案与技术路线
本课程设计为自动立体仓储系统码垛机器人单元设计，主要为码垛机器人单元的机械结构设计。主要涉及计算机视觉技术、传感器、机器人技术，机电综合型、数控技术、运动控制器技术，计算机技术等内容。在制定设计方案和技术路线的过程中应有一定的参考资料，需涉及机械结构工艺性、加工可行性，设计数据校核等问题。还有数控技术、运动控制器技术，计算机技术等综合应用等问题。所以针对以上要求及注意问题初步进行设计方案的拟定与分析。
4.1 任务设计要求分析
任务设计要求码垛机器人单元采用直角坐标型机器人结构型式；驱动方法为交流伺服电机驱动。需完成码垛机器人单元结构设计；码垛机器人单元样机分析仿真；码垛机器人功能验证。
直角坐标型机器人的核心部件是直线导轨，它是由精制铝型材、齿形带、直线运动滑轨和伺服电机等组成，作为运动框架和载体的精制铝型材，其截面形状均采用有限元分析法进行优化设计，从而进一步保证了其机械强度和直线度，滑动导轨系统是由轴承光杠和运动滑块组成，传动机构可根据不同精度要求采用齿形带、齿条或滚珠丝杠。
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