在很多產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中吩抓，應用機器人來完成一些生產(chǎn)工序群井，不僅能提高生產(chǎn)效率玛痊，降低成本汰瘫，更能提高產(chǎn)品質(zhì)量。例如在食品生產(chǎn)過程中擂煞，機器人可以完成外觀檢驗混弥、搬運、包裝对省、托盤化運輸蝗拿、分類和碼垛等任務，從而提高了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量蒿涎。在食品行業(yè)的應用中哀托，由于機器人自身采用了便于清潔的不銹鋼材質(zhì)和多重防護措施，又避免了人工參與劳秋，所以易于保證食品衛(wèi)生及食品質(zhì)量仓手。由于機器人工作時具有高度重復的一致性，因此一些生產(chǎn)工序由機器人來完成玻淑，會使產(chǎn)品的重量更加精確长笋，外觀更加精美，減少浪費式亥，降低成本枷此。機器人可以24小時高速高效工作，可以替代多名人工纸藕，隨著勞動力成本不斷上升臣锣，應用高效經(jīng)濟的直角坐標機器人會降低生產(chǎn)成本。直角坐標機器人還被廣泛應用在醫(yī)藥冗炊、化妝品蔬设、包裝、儀表裝配知援、繼電器生產(chǎn)等眾多行業(yè)次瓣。本文先概述直角坐標機器人，再主要介紹直角坐標機器人在食品行業(yè)的應用案例星自。
 
一 直角坐標機器人簡介
        機器人按ISO 8373定義為：位置可以固定或移動憾擒，能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制、可重復編程塑崖、多功能多用處七冲、末端操作器的位置要在3個或3個以上自由度內(nèi)可編程的工業(yè)自動化設(shè)備痛倚。這里自由度就是指可運動或轉(zhuǎn)動的軸。直角坐標機器人是以直線運動軸為主澜躺，各個運動軸通常對應直角坐標系中的X軸蝉稳，Y軸和Z軸。在絕大多數(shù)情況下直角坐標機器人的各個直線運動軸間的夾角為直角掘鄙。
        直角坐標機器人主要由一些直線運動單元耘戚，驅(qū)動電機，控制系統(tǒng)和末端操作器組成操漠。針對不同的應用收津，可以方便快速組合成不同維數(shù)，各種行程和不同帶載能力的壁掛式颅夺、懸臂式朋截、龍門式或倒掛式等各種形式的直角坐標機器人蛹稍。從簡單的二維機器人到復雜的五維機器人就有上百種結(jié)構(gòu)形式的成功應用案例吧黄。從食品生產(chǎn)到汽車裝配等各行各業(yè)的自動化生產(chǎn)線中，都有各式各樣的多臺直角坐標機器人和其它設(shè)備嚴格同步協(xié)調(diào)工作订薛，可以說直角坐標機器人幾乎能勝任幾乎

所有的工業(yè)自動化任務竖沦。下面是其主要特點：
1任意組合成各種結(jié)構(gòu)樣式，多種帶載能力和不同尺寸的機器人窑赂，
2采用多根直線運動單元級連和齒輪齒條傳動舍屠，可以組成幾十米的超大行程機器人。
3采用多根直線運動單元平連或者各帶多個滑塊結(jié)構(gòu)時其帶負載能力可增加到數(shù)噸圃活。
4 其最大運行速度可達到每秒8米胸牲，加速度可達到每秒4米。
5 重復定位精度可達到0.01mm归鲸。
 
二 食品行業(yè)對于直角坐標機器人的要求和工作原理
1 工作要求：
1）首先把從傳送帶傳送過來的糕點抓住蝉蛙，再保證糕點間部份重疊及裝入包裝紙盒內(nèi)。
2）每小時處理12000個糕點定桃，每天可工作24小時傅笨，每周可工作六天。
3）機器人運動軸要有相應的防護措施何别，防止糕點屑掉到運動軸上篮啦。
4）要能適用3種傳送糕點方式，5種不同形狀和體積的包裝盒以及對于不同形狀和體積的糕點的碼放挥萌。
5）更換不同品種糕點時機器人系統(tǒng)的停機時間最長不超過5分鐘绰姻。
6）裝滿糕點后由人工搬運走。
2 機器人結(jié)構(gòu)
        由于行程小引瀑，負載輕龙宏，運動速度高及不怕食品腐蝕棵逊，我們采用圖1所示的XZ高動態(tài)結(jié)構(gòu)機器人。該結(jié)構(gòu)機器人自身重量輕银酗，使其具有很好的高動態(tài)特性辆影，可以完成快速加速或減速的運動及高速運動。在工作過程中食品一直在X軸和Z軸的下方使糕點屑不易粘到機器人上黍特，加之機器人本體不怕食品腐蝕蛙讥，自身不產(chǎn)生污染和粉塵。

圖1

        該機器人的控制系統(tǒng)采用德國Berger Lahr公司的智能型伺服驅(qū)動系統(tǒng)TLC634灭衷。TLC6系列伺服驅(qū)動系統(tǒng)可任意修改運動程序次慢，以適應新的產(chǎn)品。                                                      
                                                                      
        對于大負載的應用可以如圖2所示的選用帶防護帶的直線運動單元翔曲。齒型帶已把里面的直線導軌全部蓋上迫像，在最外面又加一個防護鋼帶。防護鋼帶被直線運動單元內(nèi)部的磁行材料吸在齒型帶的外面误即，防止灰塵等接觸齒型帶和直線導軌薇兆。還可以采用絲杠和尺條傳動方式。  

圖2

 3 工作過程                                                            
        圖3是該機器人工作時的照片捅腋。從傳送帶上傳送來的糕點分兩排并列向機器人工作地點傳送肯矾。由于糕點形狀的原因，當兩個糕點被最終點定位板擋住后绊寞，后面的兩個糕點會部分壓到前面的兩個糕點上界赦。當這一傳送帶上有8個糕點時其對應的4個傳感器就都有輸出信號，機器人就可以快速運動到其上方条赚，然后Z軸下降使其吸盤完全壓到糕點上焰箩，再通過負壓把糕點吸住，然后先Z軸上升400mm递思，X軸再運動到包裝盒上方影晋，這時Z軸下降使糕點進入包裝盒內(nèi)，吸盤充氣釋放糕點疑跑。這樣就完成了一次從抓取到裝入盒內(nèi)的過程怒医，再開始完成從令一傳送帶上的抓取搬運和裝盒過程。完成一次抓取搬運和裝盒過程的時間是2.1秒奢讨，有0.3秒的剩余時間稚叹。在整個運動控制過程中，要檢測抓取到位信號拿诸，壓力信號等扒袖。

圖3

三 注意點
1）由于在糕點生產(chǎn)過程中會有油物，易使運動軸粘上糕點渣，所以機器人必須有相應的防護措施季率。在本項目中采取高密度雙刷去糕點渣辦法野瘦。
2）另外整個機器人上裸露處及內(nèi)部一些關(guān)鍵件全部采用無銹鋼材材料使其不上銹。
3）由于食品行業(yè)對衛(wèi)生要求很高飒泻，必須確保機器人在工作中不掉潤滑油鞭光，不產(chǎn)生任何灰塵。

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