包装袋高速自动码垛机器人的设计与分析
自动码垛机器人以其在机械结构、适用范围、设备占地空间、灵活性、成本以及维护等方面的优势使其应用渐为广泛，并成为一种发展趋势! 本文以包装袋自动码垛机器人
为例，详细讲解其方案设计与分析。
在包装袋的自动码垛作业中，末端执行器通常采用机械手爪（叉子）结构，由汽缸驱动手爪及其支架摆动实现对包装袋的抓包和放包动作!但这种机械手在抓包和搬运过程中，所有的载荷最终均传递到汽缸上。而且为了保证放包时叉子顺利取出，在机械手与码盘上已垛好的包之间有一定距离时就必须开始放包操作，这种码垛方式码出的垛型不好，容易出现塌垛现象!经过分析与比较，提出一种用于包装袋自动码垛机器人的结构方案，可以有效避免上述问题。
1.手指夹紧机构
该机构为由移动凸轮机构和连杆机构组成的组合机构，主要完成码垛操作中的抓包、放包动作!抓包时，手指开合汽缸活塞杆15伸出，带动凸轮16水平移动，并推动滚子从动件13向下运动，再通过连杆12驱动手指11摆动到图1所示位置!放包时，活塞杆15缩回，在整个机械手上升的同时，手指11在包装袋重力及从动件13的弹簧恢复力的作用下张开，以准备下一个抓包动作!该手指开合机构的特点在于抓包及搬运作业时凸轮轮廓的远休止段与从动件接触，即机构始终处于自锁状态，不但避免了由于汽缸输出力不够而产生的掉包现象，而且使汽缸活塞杆承受的载荷大为减小，仅受摩擦力及搬运过程中的惯性力和离心力作用!
2.侧板夹紧机构
该机构主要完成码垛操作中夹紧包装袋的动作!工作时，侧板开合汽缸活塞杆9缩回，带动两侧板1互相靠近，从而完成夹紧动作!当活塞杆9完全伸出时，两侧板之间的距离最大，从而使张开的手指之间的宽度大于包装袋的宽度，以保证机械手的手指准确、可靠地落于生产线末端包装袋下面的运输辊之间，为夹紧动作做准备!
3.压袋机构
该机构一方面主要完成码垛操作中压紧包装袋的动作；另一方面防止机械手所抓包装袋在机器人高速回转过程中由于惯性被甩出!工作时，压袋汽缸活塞杆5伸出，直接带动压板6压紧包装袋!当包装袋放于码盘后，活塞杆5缩回，压板6上升，为下一循环做准备!
在对上述方案进行设计与分析的基础上，对该码垛机械手进行了详细的结构设计，在软件平台上建立了组成该码垛机械手的所有零部件的三维CAD模型及装配模型.此外，在结构设计的过程中，还分别以机械手的强度、刚度、质量、体积以及成本等为目标对部分关键零部件的结构进行了优化设计。