碼垛機器人氣動抓手設計
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緒論
1.工業機器人的概念：
工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人，是自動執行工作的機器裝置，靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。由主體、驅動系統和控制系統三個基本部分組成。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現代的工業機器人還可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動。
工業機器人的典型應用包括焊接、刷漆、組裝、采集和放置、產品檢測和測試等；所有的工作的完成都具有高效性、持久性、速度和準確性。
2.工業機器人的.發展現狀：
隨著工業機器人的應用范圍的擴大，建筑、農業、采礦、災難救援等非制造業行業、國防軍事領域、醫療領域、日常生活領域等對機器人的需求越來越大。因此,適合應用的更為智能的機器人技術必將成為未來的研究熱點。對機器人的研究趨勢如下；
1）工業機器人的應用領域將會由傳統的制造業，如冶金、石油、化學、船舶、采礦等領域擴大到航空、航天、核能、醫藥、生化等高科技領域，同時工業機器人也會逐步走向家庭，成為家庭機器人，以及一些高危行業也會逐步引入工業機器人代替人來完成危險的任務，如消防、排雷、修理高壓線、下水道清潔。人類的生活將會越來越離不開工業機器人，它們將會豐富我們的文化生活。
2）工業機器人可能會有向小型化發展的趨勢。ABB公司的一款小型機器人“IRBI20”自重只有25千克，但是工作能力位居業內領先水平，它的工作范圍可達580毫米，每公斤物料拾取節拍僅需0.58秒，定位精度高達0.Olmm，投入市場后非常受歡迎。因此工業機器人有可能往小型化發展，小型的工業機器人有其優勢，按照以往的思路都是機器人要比它加工的部件大，但隨著航空、航天、核電等技術的發展，工件尺寸越來越大，想要繼續擴大工業機器人的尺寸成本太高，因此可以換一種思路將工業機器人做小，直接在工件上實施加工。
3）工業機器人將會有和新發展的技術結合的趨勢，如攪拌摩擦焊、高能激光切割、變速箱裝配、板金屬變形等。一些傳統的加工過程也會由工業機器人來執行，如激光切割、激光焊接、粘接、去毛刺、測量等。
4）同時降低工業機器人的生產成本，提高高端工業機器人的質量，增強機器人的靈活性，爭強產品可靠性，降低機器人整個生命周期的維護費用，簡化機器人的安裝過程、系統集成及編程設置依舊是工業機器人的發展方向。
3.工業機器人的分類及應用；
隨著科學技術的不斷進步，我國工業機器人已經走上了自主研發階段，這樣標志著我國工業自動化走向了新的里程碑按照工業機器人的關鍵技術發展過程其可分為三代。
第一代是示教再現機器人，主要由機器人本體、運動控制器和示教盒組成，操作過程比較簡單。第一代機器人使用示教盒在線示教編程，并保存示教信息。當機器人自動運行時，由運動控制器解析并執行存儲的示教程序，使機器人實現預定動作。這類機器人通常采用點到點運動，連續軌跡再現的控制方法，可以完成直線和圓弧的連續軌跡運動，然而復雜曲線的運動則由多段圓弧和直線組合而成。由于操作的容易性、可視性強，所以在當前工業中應用最多。
第二代是離線編程機器人，該機器人編程系統是采用離線式計算機實體模型仿真技術，首先建立起機器人及其工作環境的實體模型，再采用實際的正逆解算法，通過對實體模型的控制和操作，在離線的情況下進行路徑規劃，然后通過編程對實體模型進行三維動畫仿真，以檢驗編程的正確性，最后將正確的代碼傳遞給機器人控制柜，以控制機器人運動，完成了離線編程。
第三代是智能機器人，它除了具有第一代和第二代的特點以外可帶有各種傳感器，這類機器人對外界環境不但具有感覺能力，而且具有獨立判斷、記憶、推理和決策的能力。能適應外部對象、環境協調地工作，能完成更加復雜的動作。在工作時通過傳感器獲得外部的信息，并進行信息反饋，然后靈活調整工作狀態，保證在適應環境的情況下完成工作。此機器人用在弧焊和搬運工作中較多。在我國，由于機器人技術以及研發的落后，工業機器入主要應用在制造業，如汽車制造行業和工程機械行業，主要用于汽車及工程機械的噴涂、焊接及搬運崗位。
碼垛機器人是一種仿真人操作、自動操作、重復編程，在三維空間完成規定作業的設備，包括抓起和放置系統，能從一個或多個地點抓取一個或多個物件然后把他們放置到貨盤上預先設置好的位置，主要由操作機、控制系統、碼垛系統（氣體發生裝置、液壓發生裝置）和安全保護裝置組成，按照不同的物料包裝、堆垛順序、層數等要求進行參數設置，實現不同類型包裝物料的碼垛作業。碼垛機器人系統的優勢是運行平穩、定位精準；按照人體骨骼學原理設計制作，占地面積小，作業半徑大，具有很強的靈活性；結構簡單操作簡便；零部件的故障率極低。碼垛機器人的末端執行器是夾持物品移動的一種裝置，其原理結構與搬運機器人類似常見形式有吸附式：末端執行器主要為氣吸附；夾板式：常見夾板式有單板式和雙板式；抓取式：可適應不同形狀和內含物物料袋的碼垛；組合式：是通過組合以獲得各單組手抓優勢的一種手抓，靈活性較大各單組手抓之間既可單獨使用又可配合使用，可同時滿足多個工位碼垛...
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