工業機器人作為工業自動化的典型裝備，促進經濟活動中各行（háng）各業的（de）發展（zhǎn）。工（gōng）業碼（mǎ）垛機器人（rén）更是以低廉（lián）的成（chéng）本、高效的作（zuò）業優勢，將人從繁重、單一的堆垛勞作中解放出來，提高生產效率，降低生產成本，縮短生產周期（qī）。碼垛機器人可以代替人工進行貨物分類、搬運和裝卸，特別是代替人類搬運危險物品，象放（fàng）射物質、有毒物質等，降低工人的勞動強度（dù），保證工人的人身（shēn）安（ān）全。實現自動（dòng）化、智能化、無人化。
工業（yè）機器人碼垛係統適（shì）用於化（huà）工、建材（cái）、飼料、食品、飲料、啤酒、自動化物流等行（háng）業，主要（yào）對（duì）生（shēng）產（chǎn）製造過程中流水線（xiàn）上的（de）產品進行拾取、分揀（jiǎn）。特別是在倉儲物流業中（zhōng），碼垛機器人的工作效率（lǜ）直接決定貨物的（de）吞（tūn）吐量。所以，采用（yòng）機器人碼垛實（shí）現自動化生產是推動企業發展的有效（xiào）手段。
1、工業機器人（rén）碼垛係統組成
工業機（jī）器（qì）人碼垛係統在實際應用中並不是由機（jī）器人獨立工作（zuò）的，而是配（pèi）合自動化（huà）設備進行係統工作。工業機器人碼垛係統一般（bān）由（yóu）4個子係統（tǒng）共（gòng）同組成，電氣控製子係（xì）統控（kòng）製整個碼垛係統的工作流程和節拍。物料傳輸子係統將物料傳輸到機器（qì）人工作（zuò）區域，由機器人將物品拾取碼（mǎ）放到自動托盤係統，當機器人碼完一垛貨（huò）物，自（zì）動托盤輸（shū）送（sòng）係統自動傳輸到指定位置，由叉車或其他轉運設備進（jìn）行輸送。每個子係統包括模塊（kuài）如圖1所示。
碼垛機器人係統：機器人（rén）本體，機器人控製器（qì），機器（qì）人（rén）抓手，安全護欄及底座等。
自動托盤輸送係統：托盤庫，輕/重載輸送機（jī），重載滾筒線，升（shēng）/降移（yí）栽機等。
物料輸送係統：皮帶輸送線，氣動推倒裝置，直線滑道，螺旋滑道，轉彎輥道線。上（shàng）壓（yā）平裝置，下（xià）震動輸送線，物料整（zhěng）形裝（zhuāng）置（zhì），掉頭（tóu）裝置等。
電氣及（jí）電動係統：PLC，氣路設備，變壓器，檢（jiǎn）測傳感器（qì），動力（lì）電機（jī）等。
2、工業機器人碼垛應用的特點
(1)高（gāo）精度定位（wèi），快速搬運夾取（qǔ），縮短作業節拍，生產效率。
(2)機器人作業（yè）穩定可靠（kào），減少工作失（shī）誤，提高產品質量。
(3)無疲勞連續作業，全天候工作，擴大工廠產能。
(4)結構簡單、零部件少。因（yīn）此零（líng）部（bù）件的故障率低、性能可靠、保養維修簡（jiǎn）單。
(5)占地麵積少。有利於客戶廠房中生產線的（de）布置，並可留（liú）出（chū）較（jiào）大的庫房麵積（jī）。
(6)能耗低。通（tōng）常機械式的碼垛機（jī）的功率在（zài）26 kW左右（yòu），而碼垛機器人的功率為（wéi）5 kW左右，大大降低了的運行成本。
3、工業機器人碼垛應用存在的問題
3.1碼垛抓手（shǒu）問題
碼垛機器人能夠在不同的作（zuò）業任務情況下工作，主要取決於機器人法蘭盤抓手（shǒu）的設計。機（jī）器人抓手的品質和（hé）性能直接影響工業搬運機器（qì）人的工作質量和效率。傳統搬運機（jī）器人抓手由純機械部件組成，結構複雜（zá）、整體笨重、動作速度慢、不具（jù）備自動檢（jiǎn）測、控製位置能力（lì）、控製精度低、受工（gōng）作環境溫度和工件（jiàn）重量影響會產生運動不到位等眾多問題，影響搬運機（jī）器人的正常工作效率，在生（shēng）產中存在安全隱患，針對不同的物品設（shè）計特定（dìng）的抓手工業機器人才可以作業。但是（shì），麵對工業生產製造中，在同一工位上，可能會出現不（bú）止一種的產品規格，這種情況（kuàng）下機（jī）器人隻能特定地抓取（qǔ），無法滿足品種多樣化地抓取。由此一來，機器人抓手的選擇和設計顯得格外重要。針對這種情況（kuàng），急需設計出（chū）一種自適應，多功能的機器人抓手。
3.2自動識別抓取問題
在工業機器人碼垛和分揀作業過程中，由（yóu）於產品種類的多樣化，需要根據物品的類（lèi）別進行分類拾取碼垛，將同一條流水線上的物品，搬運到不同的托盤上。其次，物品在傳輸過程中待抓（zhuā）取位置可能不固定，這就需要機器（qì）人能夠自（zì）主識別物品抓（zhuā）取點（diǎn）的位置。因此，選擇（zé）化的識別抓取對（duì）碼垛（duǒ）機器人的應（yīng）用十（shí）分重要。
3.3運動路徑規劃
工業機（jī）器人在碼垛應用中，單位時間內碼（mǎ）垛次數（shù），是衡量工業機器人性能的很重要的一個指標，特別對於高吐量的產線（xiàn）來說，工業機器人的碼垛速率，決定了整個產線的產能。影響機器人碼垛效率的因素有很多，象伺服電機（jī）的性能（néng），負載強度，機器人的機械結構等，特別是機器人將物品（pǐn）碼放成不（bú）同的垛型，碼垛擺放的順序也是影響碼（mǎ）垛（duǒ）效率的關鍵因素。當碼垛順序固定後（hòu）機器人運（yùn）動路徑的優化（huà）對提高效（xiào）率有很大幫助，如果是（shì）搬運到同一終（zhōng）點，機器人路徑選取不同，機器人運動解算結（jié）果（guǒ）差異很（hěn）大，最終速度差也很大（dà）。所以，機器人運動路徑和碼放垛型順序的（de）設計對機器人工作效率的提升起到關鍵作用。
4、關鍵解決技術
4.1自適應抓手
該文為了實際工作需要設計了一種（zhǒng）具有自動檢測、控製位置能力的（de）工業搬運機器人自動抓手，以解決現有技術存在的（de）控製精度（dù）低、工作效（xiào）率低及存在安全隱患等問題。機（jī）器（qì）人夾爪自動控製（zhì）器的中央處理器內預置工作程序，可與工業搬運機器（qì）人的主控製器（qì）建立通信，當搬運機器人到達拾（shí）取工件位置時，依據搬運機器人主控製器的指令開始抓取，抓手夾取過程受負反饋作用，當檢測抓手（shǒu）壓力變化時，自動調節電機扭矩已達（dá）到抓取力度和行程的控（kòng）製。如此一來，對於（yú）不（bú）同規格的物品，一種夾爪就可以滿足抓取任務，減少（shǎo）了頻繁更換夾具的流程，提高了碼垛（duǒ）工作的效率。
4.2機器視覺係（xì）統
機器人視覺係統包括CCD數字相機、鏡頭、光源、機（jī）器人本體控製係統。CCD數字相機通過交（jiāo）換機與工業計算機連接，電氣控製櫃接入交換機，相機單（dān）元對物品的圖（tú）片拍攝，數據采集，並通過交換機傳輸至工業計算機，工業計算機對采集到的備份件物（wù）品圖片進行圖像處理和精準定位後，通過交換機向機（jī）器人控（kòng）製係統發送控製信號。這種技術解決了傳（chuán）統碼垛在產品種類（lèi）多，位置多變的情況下的碼垛問題，在分（fèn）揀碼垛作業中提高（gāo）了工作效率，讓碼垛機（jī）器人更加智能化，人性化（huà）。
4.3垛（duǒ）型設計和運動路徑優化
要想提高機器（qì）人工作效率，必須對垛型設計和運動路徑合理設計。對運動優化進行（háng）深入研究，提出了路徑規劃和（hé）軌跡規劃（huá）綜合優化的方法，來同時優化這2個相互耦合的（de）過程。在路徑規劃後，采用B樣條插值（zhí）的方法對離散路徑進行擬合得到（dào）光滑路徑，為了得到路徑的光滑程度有一個（gè）量（liàng）化的表示（shì），采用模糊控製（zhì）器來控製路徑的（de）修正幅度，進而求得機器人沿該路徑運行的最小時間。再結合實際分析了時間最（zuì）優軌跡規（guī）劃的特點，采用參數（shù）化表示的方法降低動力學模型的維數和動態規劃法（fǎ）求取最優時間來控製機器人碼垛運動。對於機器人碼垛的擺（bǎi）放順序，根據擺放（fàng）的方向，層數，每層個數（shù）的需要，以由遠到（dào）近，相鄰擺放的原則設計（jì）擺放順序可以縮短（duǎn）路徑的總和，已達到提高碼放（fàng）效率的（de）目的。
5、未來發展方向
5.1雲端控製化
製造業的無人化或許將為中國製造業的升級提供一條（tiáo）路徑（jìng）。目前工業機器人的應用多是處在獨立的工作站中，每個機器人是獨立的（de）。未（wèi）來（lái）針對比較複雜的生產工藝，生產信息需要共享，需要遠程監控機器人，所以（yǐ）雲端控製化是機（jī）器人（rén）的一個重（chóng）要發展方向。雲端控（kòng）製需要解決關鍵問題是需要網關轉化不同的（de）通（tōng）信協議，遠程服務器儲存大量機器（qì）人工作案例，針對當前機器人工作的內容，從雲端（duān）匹配工作案例，對機器人運動進行遠程控製。雖然近年來，出現不少（shǎo）遠程控製機器（qì）人的案例，但是要想控製機器人使其滿足複雜的（de）環境和工作內容，還需（xū）要對機器人的運動數據和通信數據進行進一步研究。
5.2多傳感器信息融合化
目前工業機器人的應用多（duō）是在工作（zuò）站或流水線，還沒有與人的接觸和配合，未來針對（duì）比較（jiào）複雜的生產工藝，人和機器人的協作將會是一個非常重要的發展方向（xiàng）隨著工業（yè）機器人的工（gōng）作內容的（de）複雜性提高，機器人（rén）需要變得（dé）更加智能，來感知周圍環境信息，才能夠規劃下一決策和行為。這就需要借助傳感器係統的（de）多個傳感器信息融合，以檢測多變的外部環境，做出判斷和決（jué）策，其實質類似於人的五官和身體的綜合（hé）感覺功能，包括視覺、觸覺、力覺、滑覺、接近覺、壓覺、聽覺、味覺、嗅覺、溫覺等（děng）。研究包括各類傳感信息的采集及融合處理、傳（chuán）感器與驅動器一體化（huà）技術、感覺功能繼承模塊等。目前（qián），很多大型工廠都有（yǒu）大量的工業機器人，它們與人力一起，為社會工業化生產創造了不計其數的價（jià）值。目前的工業機器人仍舊在不停地發（fā）生（shēng）著技術上的改進，特別是隨著（zhe）MEMS加速（sù）度傳感器、陀螺儀（yí）、壓力傳感器等智能化元器件（jiàn）的（de）更新與改進（jìn），工業（yè）機器人也會借助（zhù）傳感器技術使它們變得（dé）更智能、使用（yòng）更安全，從而激發提供更大的價值和更多（duō）潛能。
資料來源：中國包裝網
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
深圳市sss视频實業有限公司專注生產防靜電包裝材料（防靜電屏（píng）蔽膜/袋、防靜電真空膜/袋、防靜（jìng）電鋁箔膜/袋等）、真空包裝材料（食品（pǐn）真空包裝膜/袋、透明真空包（bāo）裝膜/袋、鋁箔包裝膜/袋等）、原（yuán）料包裝材料（耐（nài）撕裂原（yuán）料包裝膜/袋、鋁塑承重包裝膜/袋、普通型PE乳白原（yuán）料包裝袋）、導電包裝材料（網格袋、炭黑導電氣泡袋等）及其（qí）各式緩衝包裝材料等（děng），可根據客戶需求進行量身定製。歡迎您的洽談及（jí）指教。
*手機專線：13928470175（微信號同）
*專用QQ ：2500655706
*新浪微博：http://weibo.com/szbxc88
