碼垛機器人工作原理.docx

碼垛機器人工作原理：隨著科技工業(yè)自動化的發(fā)展,很多輕工業(yè)都相繼通過自動化流水線作業(yè).尤其是食品工廠,后道包裝機械作業(yè)使用一些成套設(shè)備不僅效率提高幾十倍,生產(chǎn)成本也降低了。看機器人每天自動對1000箱食品進行托盤處理，這些碼垛機器人夜以繼日地工作，從不要求增加工資。這就是自動化技術(shù)的特點。 碼垛機器人的工作原理是： 平板上工件符合棧板要求的一層工件，平板及工件向前移動直至棧板垂直面。上方擋料桿下降，另三方定位擋桿起動夾緊，此時平板復(fù)位。各工件下降到棧板平面，棧板平面與平板底面相距10mm,棧板下降一個工件高度。往復(fù)上述直到棧板堆碼達(dá)到設(shè)定要求。碼垛機器人配備有特殊定制設(shè)計的多功能抓取器，不管包裝箱尺寸或重量如何，機器人都可以使用真空吸盤牢固地夾持和傳送包裝箱。工業(yè)用碼垛機器人：作者：李剛文章來源：沈陽萊茵機電有限公司點擊數(shù)：352更新時間：2009-8-24【關(guān)鍵詞】： 碼垛機器人 直角坐標(biāo)機器人 工作原理 繼電器 手爪 直線運動單元 自動化 廣泛應(yīng)用 交換時間 拖盤碼垛機器人被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥行業(yè)、包裝行業(yè)，儀表裝配，繼電器生產(chǎn)等眾多行業(yè)。本文先簡介與其工作原理非常類似的直角坐標(biāo)機器人，再介紹標(biāo)準(zhǔn)的碼垛機器人及其應(yīng)用案例。直角坐標(biāo)機器人直角坐標(biāo)機器人的核心部件是直線運動單元（簡稱直線導(dǎo)軌），它是由精制鋁型材、齒形帶、直線運動滑軌和伺服電機等組成，作為運動框架和載體的精制鋁型材，其截面形狀均采用有限元分析法進行優(yōu)化設(shè)計，從而進一步保證了其機械強度和直線度，滑動導(dǎo)軌系統(tǒng)是由軸承光杠和運動滑塊組成，傳動機構(gòu)可根據(jù)不同精度要求采用齒形帶、齒條或滾珠絲杠。利用直線運動單元可以組合出各種多維機器人，按其結(jié)構(gòu)形式有30多種二維和三維機器人，還可以在Z軸上加上一個到兩個旋轉(zhuǎn)軸，構(gòu)成四維和五維機器人。多維機器人按特定的組合構(gòu)成完成特定功能的機器人或機器人組合。碼垛機器人是最常見的一種，以形成多種標(biāo)準(zhǔn)形式的碼垛機器人。碼垛機器人結(jié)構(gòu)WSM系列碼垛機器人主要用來在自動化生產(chǎn)過程中執(zhí)行工件的裝載和卸載任務(wù)。WSM系列碼垛機器人使用三種標(biāo)準(zhǔn)托盤，其尺寸分別是300400 mm、400600 mm、600800 mm。每個碼垛機器人有兩摞托盤或三摞托盤，每摞托盤的托盤數(shù)量隨應(yīng)用而定。這類碼垛機器人采用掛壁式結(jié)構(gòu)，其中X軸由兩根龍門式導(dǎo)軌上下排布組成，其跨度按Y軸行程而定。X軸通常固定在機器人支架上，也有固定在墻壁上。Y軸由兩根龍門式導(dǎo)軌并排組成，其跨度大約100500 mm，Y軸固定在X軸上。在Y軸上裝配氣動式手爪，如圖1所示，手爪通常是用來抓取一個拖盤，再把拖盤升高后平移到另一機器手的工作空間內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)碼垛機器人的上面還要配備一臺二維（X軸和Z軸機器人）或三維機器人，由該機器人完成工件的抓取，從一工位到另一工位的搬運工作。圖2是常用的二維和三維機器人結(jié)構(gòu)原理圖。下面表格給出了標(biāo)準(zhǔn)化碼垛機器人的技術(shù)數(shù)據(jù)。這是標(biāo)準(zhǔn)碼垛機器人的結(jié)構(gòu)技術(shù)數(shù)據(jù)，也可以按需定做不同形狀和尺寸的托盤，托盤也可以被旋轉(zhuǎn)。可以擴展成多種碼垛機器人來實現(xiàn)自動裝載和卸載功能。托盤可以通過傳送帶運送也可以是通過推車來送入碼垛機器人內(nèi)和從中取出。X軸行程，Y軸行程和手爪尺寸及抓取能力都可以按需來設(shè)計。由于控制系統(tǒng)是IPC，可以方便來改動控制程序，來改變運行速度和行程等來適用新產(chǎn)品。碼垛機器人工作原理圖1中，A摞托盤中最上層的那個托盤被抬起并移動到水平位置，此時托盤與部件的裝載或卸載位置可以通過自由編程來實現(xiàn)，一個托盤里的工件被處理后被放回原處，當(dāng)然也可以放到另一位置。首先用傳送帶或手推車把一摞托盤送到A位置，A摞托盤存放要處理的工件。通過工裝使A摞托盤精確定位，手爪（Gripper）在導(dǎo)軌Y軸的帶動下下降到最上面拖盤位置，手爪合并來抓緊拖盤，然后升高到固定高度后停止。此時由另外一臺2維XZ軸機器人對托盤里的工件進行處理。 通常是取出工件到另一個工作位置上進一步處理，處理完畢后再放回拖盤里原來的位置。 待整個拖盤里的工件全處理完后，這時導(dǎo)軌X軸移動，將處理完的托盤送到B摞托盤位置，下降后放開B摞托盤最上面，然后原路返回，去抓取A摞托盤下一個待處理的托盤。從第一個托盤被處理完畢，然后送到B處，返回，再到A處抓取第二個待處理的托盤，上升到對其可以進行處理的位置，這個過程就是拖盤交換過程，用時要小于10秒。整個過程可以對導(dǎo)軌X軸、Y軸的運行速度、加速度進行設(shè)置，降低導(dǎo)軌X軸、Y軸的運行時間，以提高效率，同時還可沿導(dǎo)軌X方向安裝傳輸帶，組成流水線模式，從而大大提高生產(chǎn)效率。為圖1配套的二維機器人由一個X軸和一個Z軸組成，簡稱XZ機器人。在XZ機器人工作中，碼垛機器人的X軸要配合其工作。XZ機器人僅可以抓取一排或幾排工件，每抓完一排或幾排工件，碼垛機器人的X軸就要移動，使XZ機器人僅可以抓取另一排或另幾排工件。如此重復(fù)到抓取完整個拖盤的工件。實際案例標(biāo)準(zhǔn)碼垛機器人在電子和機械部件、對表面很敏感的塑料部件、對外形很挑剔的沖壓部件、車床工件等有很多用途。下面介紹碼垛機器人MS600在化裝品行業(yè)的應(yīng)用。比利時的ESTEELAUDER公司是化妝品制造行業(yè)的領(lǐng)頭企業(yè)，該公司在其生產(chǎn)線上應(yīng)用了百格拉公司兩套SM600碼垛機器人。在生產(chǎn)線中，我們先用手推車把裝有口紅外殼的托盤放置在第一個工位上-A摞托盤，然后碼垛機器人X軸運動到拖盤A摞上方，用四對兩指手爪從托盤里抓取4個口紅外殼并升高到一定位置，然后放到4工位的旋轉(zhuǎn)平臺上，放置好4個口紅外殼后，旋轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)一定角度，填充唇膏過程由第二臺碼垛機器人來完成，填充完唇膏之后，緊接著第二臺機器人抓取4個封裝帽，封裝口紅。在這個過程中兩臺碼垛機殼器人要嚴(yán)格協(xié)調(diào)同步工作。就這樣二臺機器人相互配合，相互協(xié)調(diào)，完成整個包裝過程，已經(jīng)卸載完的托盤被堆放在手推車上進行下一個應(yīng)用。這個過程值得注意的是手推車的停放位置以及托盤的擺放位置都必須精確定位的。二臺碼垛機器人均采用氣動四指手爪，其外形見圖3。每個口紅大約重10g，每個托盤可以容納280個口紅。處理4個口紅為一動作周期，其用時為8s。托盤為熱熔塑膠類托盤，其尺寸為60040011mm。每摞有案可27個托盤，托盤交換時間7s。碼垛機器人設(shè)計：2007-07-12 19:24碼垛機器人是將包裝貨物,整齊地、自動地碼（或拆）在托盤上的機器人。其應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)和立體化倉庫中,碼垛機器人的使用無疑會大大地提高生產(chǎn)力、降低工人的工作強度，在個別惡劣的工作環(huán)境下還對工人的人身安全起到有效保障的作用。本次設(shè)計主要內(nèi)容是對碼垛機器人腕部及腰部結(jié)構(gòu)的設(shè)計分析，在經(jīng)過對大量資料調(diào)研及整理的情況下，對比多種方案優(yōu)缺點選定結(jié)構(gòu)基本類型及傳動方式，通過結(jié)構(gòu)特點選定電機，經(jīng)計算校核確定軸、齒輪的尺寸。創(chuàng)新點：在末端執(zhí)行器安裝有機械接口，可以更換抓手，使碼垛機器人應(yīng)用在更多場合。設(shè)計解決了如下問題：（1）殼體采用材質(zhì)較輕又滿足強度要求的材料，使機體本身不過于沉重，價格上也比較合理。（2）執(zhí)行部件運動平穩(wěn)，安全可靠。本碼垛機器人具有結(jié)構(gòu)合理、易于維修、拆裝方便、成本低廉等特點。關(guān)鍵詞：碼垛機器人；腕部；腰部；末端執(zhí)行器；機械接口碼垛機器人的發(fā)展前景：2010-6-2 來源： 杭州永創(chuàng)機械有限公司 進入該公司展臺 現(xiàn)在有很多個原因，包括包裝的種類、工廠環(huán)境和客戶需求等將碼垛變成包裝工廠里一塊難啃的骨頭。為了克服這些困難，碼垛設(shè)備的各個方面都在發(fā)展改進，包括從機械手到操縱它的軟件。最近市場上對靈活性的需求不斷增長，這一個趨勢已經(jīng)影響到了包裝的多個方面，生產(chǎn)線的后段也不例外。零售客戶，尤其是那些具有影響力的如沃爾瑪一樣的大型超市，經(jīng)常需要定制一些隨機貨盤，但是他們不得不定制每一個貨盤，而貨盤的形式只是偶爾會有重復(fù)。而且這類隨機的貨盤的高效生產(chǎn)是比較困難的。對于隨機貨盤來說，碼垛機器人是唯一的選擇。盡管如此，機器人裝載也面臨比較多的問題，如果要以較高的速度進行生產(chǎn)，將更加困難重重。一個處理隨機裝載的機器人碼垛機需要特殊的軟件，通過軟件，機器人碼垛機與生產(chǎn)線的其他部分相連接，這是個巨大的進步。一個用來建造隨機貨盤的機器人能集成進工廠的倉庫管理系統(tǒng)（WMS）。理想上，它會成為WMS的前段，與倉庫軟件一起協(xié)調(diào)工作，來生產(chǎn)混合貨盤。精密的軟件同樣能夠滿足對立即可上架貨盤的需求。一般來說，這就意味著產(chǎn)品碼垛好后，部分或者全部一次包裝容器的標(biāo)簽都必須是朝外的。 機器人碼垛設(shè)備還是另外一個苛刻應(yīng)用的選擇：冷凍倉庫內(nèi)碼垛。在消費商品包裝領(lǐng)域，在一個冷凍倉庫內(nèi)處理箱子是最困難的工作之一。工人們不得不頻繁地交替工作來保持身體暖和，這就間接的降低了工作效率并提高了勞動力成本。在冰凍環(huán)境下，自動化的隨機存取式碼垛機并不是正確選擇，因為大多數(shù)自動化隨機存取碼垛機都使用在冷庫里會結(jié)冰的壓縮空氣管。而與自動化碼垛機相比，碼垛機器人的尺寸更緊湊，由于冷凍倉庫中的空間十分寶貴，因此這點顯得尤為重要。盡管如此，機器人在冷凍倉庫中的應(yīng)用也存在著一些問題。現(xiàn)在，一些供應(yīng)商開始為冷凍倉庫設(shè)計特殊的碼垛機器人。在采用碼垛機器人的時候，還要考慮一個重要的事情，就是機器人怎樣抓住一個產(chǎn)品。真空抓手是最常見的機械臂臂端工具（EOAT）。相對來說，它們價格便宜，易于操作，而且能夠有效裝載大部分負(fù)載物。但是在一些特定的應(yīng)用中，真空抓手也會遇到問題，例如表面多孔的基質(zhì)，內(nèi)容物為液體的軟包裝，或者表面不平整的包裝等等。其他的EOAT選擇包括翻蓋式抓手，它能將一個袋子或者其他包裝形式的兩邊夾