碼垛機器人

1 簡介

　　隨著我國經濟的持續(xù)發(fā)展和科學技術的突飛猛進，使得機器人在碼垛、涂膠、

　　點焊、弧焊、噴涂、搬運、測量等行業(yè)有著相當廣泛的應用。

　　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。市場上對靈活性的需求不斷增長，這一個趨勢已經影響到了包裝的多個方面，生產線的后段也不例外。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。而且這類隨機的貨盤的高效生產是比較困難的。

2 設計一個

　　首要任務是根據(jù)機器人所要完成的工作，先確定機器人的結構組成。可以是龍門式，掛壁安裝式等。再按工作要求所給出各軸的運動行程、負載、運動速度、加速度，動作周期來選每個運動軸直線運動單元的型號，所配驅動電機及所配精密行星減速機的型號。

　　下面即以此系統(tǒng)為例對沈陽鼎冷機電碼垛機器人進行深入的闡述

　　此碼垛機器人是應用箱體碼垛搬運工作上的。

3 生產線

　　在工人完成產品的裝箱后，進入輸送線1，產品輸送到封箱機中，然后經過輸送線2，在2號線中有一個定位裝置也可稱定位擋板（已在娃哈哈生產線上成功應用），此裝置和定位板可以完成箱體的旋轉和定位，可以讓箱體靠左側定位，然后輸送到緩沖區(qū)1，緩沖區(qū)有一個助推裝置，此裝置可以將箱體合適的輸送到空閑的空間，在將裝滿的托盤推動動緩沖區(qū)2。緩沖區(qū)上方為碼跺機器人，機器人通過機械手吸盤將15個箱子（小袋裝可以碼15個，盒裝和聽裝可以碼8-10個）整體提升垂直提升，在水平運行，以躲避安全通道，寬度和高度均為2米，經過安全通道后垂直放置在碼跺區(qū)，前面的定位擋板已經將箱體旋轉，所以機械手不需要旋轉，在放置完成后，按照原路徑返回，碼跺區(qū)完成10層碼跺后，由叉車將其叉走，在放置空閑碼盤。前面的緩沖區(qū)2碼盤在箱體被移走后為空盤，由人工移走再等緩沖區(qū)1碼盤運送過來的時候放置在緩沖區(qū)1即可。

　　系統(tǒng)還設有緊急停止按扭，可手動、自動停止；機器人支承架工作范圍內裝有光柵安全系統(tǒng)，在故障或異常情況下報警信號燈亮，系統(tǒng)緊急停止，在手動狀態(tài)下排除報警后系統(tǒng)方可繼續(xù)運行；有自動記憶功能，在停電或故障情況后可繼續(xù)完成工作。

　　運行效率計算：

　　按照客戶提供的封箱時間15箱/分鐘，如果一個一個抓取箱體需要4秒一個運行周期，完成產品的提升，輸送，放置在按照路徑返回，由于下方是行走區(qū)域所以不能應用導軌的差補運動，只能走直線路程。要使用這樣的工作速度沒有完成的可能行，而且很不安全，按照箱體整體運送的方式，按照一個箱體輸送過來開始計算，一個碼盤裝滿需要60秒，在這60秒（另外兩個可以有32秒-40秒，可以碼8-10個），完成助推，抓取提升，輸送，放置和返回有充足的時間。

　　以上為箱體包裝的產品輸送方式，具體過程請參看效果圖。

　　大袋產品的生產周期為15秒/袋，所以直接完成單個碼跺輸送，時間也很充足，主要是負載不大，所以可以提高運行速率。

　　綜上所述，采用沈陽鼎冷機電碼垛機器人后使搬運和碼垛的工作效率大為提高。省去大量人力，大量降低成人工成本。該機器人運行一年后就可收回所投入的成本。該機器人在正常維護下至少運行十年。隨著大批量全自動化碼垛生產線的興起，此碼垛系統(tǒng)將具有更加廣泛的市場前景和發(fā)展?jié)摿Γ?/p>

　　碼垛機器人主要技術參數(shù)

　　MD-25T堆碼機器人

　　功率：三相，5KW,380V,50HZ/60Hz

　　氣壓：3~6公斤/每平方厘米速度：25箱/分鐘

　　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，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)調工作，來生產混合貨盤。

　　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，這就意味著產品碼垛好后，部分或者全部一次包裝容器的標簽都必須是朝外的。機器人碼垛設備還是另外一個苛刻應用的選擇：冷凍倉庫內碼垛。在消費商品包裝領域，在一個冷凍倉庫內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用也存在著一些問題。一些供應商開始為冷凍倉庫設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載物。但是在一些特定的應用中，真空抓手也會遇到問題，例如表面多孔的基質，內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??；叉子式抓手，它插入包裝的底部來將包裝提升起來；還有袋子式抓手，這是翻蓋式和叉子式抓手的混合體，它的叉子部分能包裹住包裝的底部和兩邊。

　　將基本EOAT類型進行其他的組合也是可以的。一個飲料包裝商在對裝滿瓶子，并且收縮裹包好的瓦楞托盤進行碼垛時碰到了困難，真空吸盤會把托盤上的薄膜扯下來。

4 特點

　　1、結構簡單、零部件少。因此零部件的故障率低、性能可靠、保養(yǎng)維修簡單、所需庫存零部件少。

　　2、占地面積少。有利于客戶廠房中生產線的布置，并可留出較大的庫房面積。碼垛機器人可以設置在狹窄的空間，即可有效的使用。

　　3、適用性強。當客戶產品的尺寸、體積、形狀及托盤的外形尺寸發(fā)生變化時只需在觸摸屏上稍做修改即可，不會影響客戶的正常的生產。而機械式的碼垛機更改相當?shù)穆闊┥踔辽鲜菬o法實現(xiàn)的。

　　4、能耗低。通常機械式的碼垛機的功率在26KW左右，而碼垛機器人的功率為5KW左右。大大降低了客戶的運行成本。

　　5、全部控制可在控制柜屏幕上操作即可，操作非常簡單。

　　6、只需定位抓起點和擺放點，教示方法簡單易懂。