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前言：
玻璃行業是我國重要產業之一，近幾年，隨著市場的需求，玻璃的生產正朝向二個“極端”發展——太陽能光伏玻璃和浮法玻璃，尤其房地產業的興起，大型幕墻玻璃被廣泛需求，是發展趨勢之一。因此在玻璃生產的冷端，對單片在200Kg以上的玻璃快速搬運碼垛就成了企業需要解決的問題。沈陽萊茵機電有限公司為一些用戶設計制造了200kg~350kg載荷的搬運碼垛機器人，下面就以為北方某企業設計制造的一種搬運碼垛機器人為例來介紹。
一 項目要求
1、 最大玻璃規格： 3300*2400mm
2、 最小玻璃規格： 2000*1500mm
3、 玻璃厚度: 2~12mm
4、 玻璃正常工作速度：20~60m/min
5、 輥道高度： 925±50 mm
6、 輥道寬度： 4200mm
7、循環時間：大中片 10-12秒； 小片 8-10秒
8、 堆垛精度： ±2mm
9、最大抓取重量：單片240 kg（玻璃重量）
二、設計方案
根據客戶實際要求，采用德國Roboworker公司直角坐標機器人
整個運動部分由下面六個主要部分組成，
1 吸盤調整角度軸，稱作A軸，
2吸盤86度轉動軸，稱作B軸，
3吸盤上下運動軸，稱作Z軸，
4吸盤與跟隨玻璃運動軸，稱作Y軸，
5 吸盤向排放處運動軸，稱作X軸，
6 智能CCD相機系統
下面分別加以介紹
1 玻璃邊緣方向和位置檢測系統--線陣CCD智能相機
玻璃在傳送帶上就已經偏了，通過線陣CCD智能相機（德國VC2000）自動檢測玻璃邊緣的位置變化，然后給出角度偏差及位置，然后把該信號送進機器人控制系統。
VC2000照片及簡單介紹。
2 吸盤調偏機構
玻璃邊緣在傳送帶上的偏差不應太大，如果玻璃的長邊為3300mm, 則邊緣偏差應小于300mm。玻璃邊緣的位置偏差分為總體位置偏差和邊緣角度偏差。總體位置偏差是指邊緣中心點與理想位置的偏差，由機器手在計算抓取位置時考慮進去這一偏差。邊緣角度偏差要由一頂桿機構加以調整。 
由于吸盤及玻璃總體重100公斤，所以有50公斤推力就可以改變吸盤的方向，我們計劃采用一個高速絲杠來作為頂桿，如果螺距為10mm, 采用交流伺服電機，轉動60傳就可以運動300mm，有2秒鐘時間足夠了。一個4Nm的交流伺服電機就可以產生500公斤的推力。
3 吸盤翻轉70~85度機構
整個吸盤在搬運玻璃離開傳送帶邊緣后就開始轉動，整個玻璃和吸盤從水平面開始轉動直到編程的角度。翻轉角度大約70~85度。這里采用吸盤中心為軸的翻轉機構。假設吸盤及整個玻璃的重心到轉軸的距離為0.5米，理論上就需要0.5*1000=500Nm的轉動扭矩來完整翻轉工作。如果我們采用一個減速比為200:1，效率為60%的減速機，理論上驅動電機的出力為：500/0.6/200 = 4.16N。如果我們采用一個額定出力為10Nm的伺服電機就可以了。額定扭矩為10Nm的伺服電機3秒內最大出力可達30Nm, 3秒內有7.19倍的實際出力，完全沒有問題。
如果吸盤轉動90度，那么交流伺服電機就要轉動：200/4 = 50傳，采用交流伺服電機，有1.2秒鐘時間足夠了。
所用的減速機可以采用行星減速機，也可以采用渦輪蝸桿減速機。
4 Z軸
如圖1中上下運動軸，本方案采用2根立柱，4導向機構，齒形帶傳動高速拉升機構。兩根立柱排放方式與圖1中上下運動軸相差90度，它們的間距為1000mm。 Z軸有效行程：1米， 最高允許運行速度：1米/秒，總負載重量：200公斤。
采用行星減速機和交流伺服驅動。具體型號要用德國專家軟件分析。
5 Y軸
本方案中也采用如圖1所示的兩根水平運動軸，4個大滑塊結構，滑塊間距大，保證運行平穩。圖2是Y軸滑塊部位局部圖。
采用行星減速機和大功率交流伺服電機驅動同步輪傳動，Y軸的有效行程：6米
最高允許運行速度：2米/秒。
可以承受的總負載重量：300公斤以上
兩軸間距為1400mm。
 6 X軸采用類似上面Y軸的結構方式，但兩X軸間距為6000mm，所以采用雙軸分別同步驅動，這樣運動更平穩。X軸的4滑塊比Y軸更大，也采用同步輪傳動。
有效行程：1米
最高允許運行速度：1.5米/秒。
總負載重量：
采用行星減速機和交流伺服電機驅動。
二、控制系統
1 數控系統
采用德國Trimeta公司的5軸數控系統，控制6個伺服軸同時運動。詳細資料見德國Trimeta公司的網址：www.trimeta.com
2 伺服電機
采用德國產交流伺服電機。具體功率要用百格拉公司的軟件來選。
3 減速機
各種軸驅動電機，采用德國Neugart公司的行星減速機。
吸盤翻轉軸可能要采用德國SEW的雙輸出軸減速機。
三、工藝動作過程：
視覺系統檢測到玻璃尺寸、位置、完整性、速度等信息
將信息傳送到主控系統
主控系統判斷分配到哪一臺機器人執行
機器人移到等待位置
抓手傳感器捕捉到玻璃
等待給定時間
沿玻璃傳送方向直線同速移動
到達玻璃吸取位置
放下吸盤，打開真空吸取玻璃
機器人提升玻璃架，往轉盤架方向移動
二次檢測裝置測量玻璃邊緣位置信息
到達轉臺前放置位
緩慢往玻璃集裝架移動
放置玻璃
返回等待位置
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