Delta并联机器人的发展及其在食品工业上的应用.docx

第３０ 卷第５ 期Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．５２０１４ 年 ９ 月Ｓｅｐ ．２０１４ ＤＯＩ：１０．１３６５２／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－５７８８．２０１４．０５．０３７ Ｄｅｌｔａ并联机器人的发展及其在食品工业上的应用Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｅｌｔａｐａｒａｌｌｅｌｒｏｂｏｔ康晓娟ＫＡＮＧＸｉａｏｊｕａｎ（武汉人天包装技术有限公司，湖北 武汉４３０２０５）（ＷｕｈａｎＲｅｎｔｉａｎＰａｃｋａｇｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ，ＷｕＨａｎ，ＨｕＢｅｉ４３０２０５，Ｃｈｉｎａ）摘要：在国外 Ｄｅｌｔａ并联机器人的发展及应用已经非常成熟，而在中国不论是开发还是应用均处于刚刚起步的阶段。 但由于其广阔的应 用 空 间，Ｄｅｌｔａ并 联 机 器 人将会在中国有很 好的发展前景。 文章介绍 Ｄｅｌｔａ并联机器人在国内外的发展 现状及其在中国的应用情况。关键词：Ｄｅｌｔａ并联机器人；发展现状；应用 Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆＤｅｌｔａｐａｒａｌｌｅｌｒｏｂｏｔａｔ ｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄ ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＤｅｌｔａｐａｒａｌｌｅｌｒｏｂｏｔｈａｖｅｂｅｅｎｖｅｒｙｍａｔｕｒｅｉｎｔｈｅｏ－ ｖｅｒｓｅａｓａｎｄａｔｈｏｍｅ．Ｗｈｉｌｅｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｓｓｔｉｌｌｉｎ ｉｎｆａｎｃｙｓｔａｇｅｉｎＣｈｉｎａ．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｐａｃｅ，Ｄｅｌｔａ ｐａｒａｌｌｅｌｒｏｂｏｔｗｉｌｌｈａｖｅｇｏｏｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｓｐｅｃｔｓｉｎｃｈｉｎａ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄｅｌｔａｐａｒａｌｌｅｌｒｏｂｏｔ；ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ品包装［６］。之后 ＢＯＳＣＨ 和 ＡＢＢ 也 购 买 了 Ｄｅｌｔａ 机 器 人 的知识 产 权，国际著名机器人制造商 ＡＢＢ 于 １９９９ 年 推 出 ＩＲＢ３４０Ｄｅｌｔａ机器人（见 图 ２）［７］，这种机器人配置了真空系 统和计算机视觉系统，实现了 Ｄｅｌｔａ机器人的产业化，用于食 品、医药和 电 子 等 行 业。Ｄｅｍａｕｒｅｘ 公司在同年与瑞士 ＳＩＧ 公司 合 作 并 开 发 了 Ｃ２３、Ｃ３３ 和 ＣＥ３３３ 种 系 列 Ｄｅｌｔａ 机 械手［８］（见图３），其中 Ｃ３３ 采用直线副驱动取代转动副驱动， 有 效地解决了重力平衡问题，该公司后续又推出 了 ＳＩＧ ＸＲ３３ 和 ＳＩＧ ＸＲ２２ 系列机械手，加速度可达 １２×ｇ。Ｄｅｌｔａ并联机器人是一种由移动副或转动副 驱 动 的 并 联机器人（又称为并 联 机 械 手）。 由于这类机械手可将驱动器 布置在机架上，且可将从动臂做成轻杆，这样极大地提高了 系统的动力性能，因此可获得很高的速度和加速度，特 别 适于对物料的高速搬运操作。由于 Ｄｅｌｔａ并联机器人采用闭环 机构，其末端件上的动平台同时由 ３ 根 驱 动 杆 支 撑，与 串 联 机器 人的悬臂梁相比，其 承 载 能 力 高、刚 度 大，而 且 结 构 稳定，所以 Ｄｅｌｔａ并联机器 人 在 电 子、轻 工、食品与医药等行业 中得到了广泛的应用。由于串联、并联机器人在机构及性能 上的对偶关 系，它们之间在应用上不是替代而是互补的关 系，各自都有其特殊的应用领域［１－５］。图１ Ｃｌａｖｅｌ发明的 Ｄｅｌｔａ机构Ｆｉｇｕｒｅ１ ＤｅｌｔａｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｎｖｅｎｔｅｄｂｙＣｌａｖｅｌ国外 Ｄｅｌｔａ并联机器人的发展现状Ｄｅｌｔａ机器人最早是由法国人 Ｃｌａｖｅｌ博 士 于 １９８５ 年 发 明的，并提出了３ 种机构变异形式，以适应不同空间需求（见 图１）。１９８７ 年瑞士 Ｄｅｍａｕｒｅｘ公司首先购买了 Ｄｅｌｔａ机器人 的知识产权并将其产业化，主要用于巧克力、饼干、面包等食１作者简介：康晓娟（１９８０－），女，武汉人天包装技术有限公司工程师，硕士。Ｅ－ｍａｉｌ：５４９５２２４３９＠ｑｑ．ｃｏｍ收稿日期：２０１４－０８－２９图２ ＡＢＢ 公司的ＩＲＢ３４０ＦｌｅｘＰｉｃｋｅｒＦｉｇｕｒｅ２ ＩＲＢ３４０ＦｌｅｘＰｉｃｋｅｒｏｆＡＢＢ１６７包装与机械２０１４ 年第５ 期图６ 日本法那科 Ｄｅｌｔａ机器人Ｆｉｇｕｒｅ６ Ｆａｎｕｃｄｅｌｔａｒｏｂｏｔ图３ ＳＩＧ 公司的 ＣＥ３３ 机器人Ｆｉｇｕｒｅ３ＣＥ３３ｒｏｂｏｔｏｆＳＩＧ为了扩展 Ｄｅｌｔａ机器人的应用范围，各 机器人制造商通 常采用外加 ＵＰＵ 支链实现绕水平面法线的 转 动 自 由 度，而 ＵＰＵ 支链本身的寿命又