码垛机器人

码垛机器人

摘要：随着我国经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，使得机器人在码垛、

涂胶、点焊、弧焊、喷涂、搬运、测量等行业有着相当广泛的应用。

现在有很多个原因，包括包装的种类、工厂环境和客户需求等将码垛变成包装工厂里一块难啃的骨头。为了克服这些困难，码垛设备的各个方面都在发展改进，包括从机械手到操纵它的软件。最近市场上对灵活性的需求不断增长，这一个趋势已经影响到了包装的多个方面，生产线的后段也不例外。一个处理随机装载的机器人码垛机需要特殊的软件，通过软件，机器人码垛机与生产线的其他部分相连接，这是个巨大的进步。

关键词：码垛，机器人，装载，生产线;

一、码垛机器人简介

最近市场上对灵活性的需求不断增长，这一个趋势已经影响到了包装的多个方面，生产线的后段也不例外。零售客户，尤其是那些具有影响力的如沃尔玛一样的大型超市，经常需要定制一些随机货盘，但是他们不得不定制每一个货盘，而货盘的形式只是偶尔会有重复。而且这类随机的货盘的高效生产是比较困难的。对于随机货盘来说，码垛机器人是唯一的选择。尽管如此，机器人装载也面临比较多的问题，如果要以较高的速度进行生产，将更加困难重重。

二、码垛机器人设计

首要任务是根据机器人所要完成的工作，先确定机器人的结构组成。可以是龙门式，挂壁安装式等。再按工作要求所给出各轴的运动行程、负载、运动速度、加速度，动作周期来选每个运动轴直线运动单元的型号，所配驱动电机及所配精密行星减速机的型号。

下图是一个典型的三维机器人码垛的现场布置情况。

下面即以此系统为例对沈阳鼎冷机电码垛机器人进行深入的阐述

此码垛机器人是应用箱体码垛搬运工作上的。

三、生产线路：

产品的装箱后，进入输送线1，产品输送到封箱机中，然后经过输送线2，在2号线中有一个定位装置也可称定位挡板（已在娃哈哈生产线上成功应用），此装置和定位板可以完成箱体的旋转和定位，可以让箱体靠左侧定位，然后输送到缓冲区1，缓冲区有一个助推装置，此装置可以将箱体合适的输送到空闲的空间，在将装满的托盘推动动缓冲区2。缓冲区上方为码跺机器人，机器人通过机械手吸盘将15个箱子（小袋装可以码15个，盒装和听装可以码8-10个）整体提升垂直提升，在水平运行，以躲避安全通道，宽度和高度均为2米，经过安全通道后垂直放置在码跺区，前面的定位挡板已经将箱体旋转，所以机械手不需要旋转，在放置完成后，按照原路径返回，码跺区完成10层码跺后，由叉车将其叉走，在放置空闲码盘。前面的缓冲区2码盘在箱体被移走后为空盘，由人工移走再等缓冲区1码盘运送过来的时候放置在缓冲区1即可。

系统还设有紧急停止按扭，可手动、自动停止；机器人支承架工作范围内装有光栅安全系统，在故障或异常情况下报警信号灯亮，系统紧急停止，在手动状态下排除报警后系统方可继续运行；有自动记忆功能，在停电或故障情况后可继续完成工作。

输送线图纸如下：

四、效率计算：

按照客户提供的封箱时间15箱/分钟，如果一个一个抓取箱体需要4秒一个运行周期，完成产品的提升，输送，放置在按照路径返回，由于下方是行走区域所以不能应用导轨的差补运动，只能走直线路程。要使用这样的工作速度没有完成的可能行，而且很不安全，按照箱体整体运送的方式，按照一个箱体输送过来开始计算，一个码盘装满需要60秒，在这60秒（另外两个可以有32秒-40秒，可以码8-10个），完成助推，抓取提升，输送，放置和返回有充足的时间。

以上为箱体包装的产品输送方式，具体过程请参看效果图。

大袋产品的生产周期为15秒/袋，所以直接完成单个码跺输送，时间也很充足，主要是负载不大，所以可以提高运行速率。

综上所述，采用沈阳鼎冷机电码垛机器人后使搬运和码垛的工作效率大为提高。省去大量人力，大量降低成人工成本。该机器人运行一年后就可收回所投入的成本。该机器人在正常维护下至少运行十年。随着大批量全自动化码垛生产线的兴起，此码垛系统将具有更加广泛的市场前景和发展潜力！

五、码垛机器人主要技术参数

MD-25T 堆码机器人

功率：三相，5KW,380V,50HZ/60Hz

气压：3~6公斤/每平方厘米速度：25箱/分钟

六、发展与前景

随着我国机器人自动化技术的不断发展，我国机器人自动化装备的应用领域将非常广泛。

我国的码垛机器人从２０世纪８０年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，已基本掌握了机器人的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有１３０多台套喷漆机器人在２０多家企业的近３０条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊接线上。

目前，我国从事机器人研发和应用工程的单位２００多家，拥有量为３５００台左右，其中国产占２０％，其余都是从日本、美国、瑞典等４０多个国家引进的。２０００年已生产各种类型码垛机器人和系统３００台套，机器人销售额６.７４亿元，机器人产业对国民经济的年收益额为４７亿元。

据专家对国内５４２家用户以及汽车、电子电器、工程机械３个行业的部分用户进行统计分析，就全国而言，弧焊、点焊、装配、喷涂机器人应用的最多；其次是搬运、上下料（冲压、压铸、铸锻、注塑等用的大多是上下料机器人）；再次是包装、码垛、拆垛机器人和密封涂胶机器人，其他机器人用量很少。就行业而言，汽车行业以焊接、喷涂、涂胶作业较多，冲压、搬运、装配次之；电子电器行业集中在装配，如大连华录一家就用了近３００台，其次是搬运和喷涂；工程机械行业集中用于弧焊，喷涂其次。此外包装、码垛、拆垛机器人目前主要用于石化、轻纺和烟草行业。

据对我国７２４家用户行业统计分析，大机械行业（机械制造和汽车工业）共４６７家，占用户的６５％，电子电器和邮电通讯９２家，占用户的１３％。可见目前我国码垛机器人主要应用在汽车、机械制造等行业。

专家研究认为，我国码垛机器人的市场主要在汽车、摩托车、电器、工程机械、石油化工等行业，企业对技术进步的需求更加强烈，其中主要的机器人用户仍在汽车制造行业、工程机械行业及电机、电子行业。我国对码垛机器人的需求量和品种将逐年大幅度增加。

据专家预测，在码垛机器人的需求上，我国也将同国际市场需求趋势基本一致，即以机器人化的生产系统取代单台机器人，这是因为工业生产所用的机器人大多数是在生产线上使用，组成机器人化的生产系统，单台机器人很少使用。一般企业都不具备将机器人集成到生产系统的能力，因此对机器人的需求也就转化为对机器人及其自动化成套装备的需求。