码垛机器人
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图 9-4 码垛堆积E
9.1.3 码垛堆积的种类
码垛堆积 BX、EX：码垛堆积B、E只能设定一个线路点，码垛堆积 BX、EX可 以设定多个线路点，如图 9-5，BX、EX类型可以用于更为复杂的码垛需求，因 此应用更为广泛。
图 9-5 码垛堆积 BX、EX
9.1.4 机器人码垛指令
机器人码垛指令主要包括三部分：码垛堆积指令、码垛堆积动作指令和码垛堆 积结束指令。指令的主要功能如下表。
图 9-6 码垛堆积指令的格式
9.1.4 机器人码垛指令
• 码垛堆积动作指令：是以使用具有接近点、堆上点、逃点的路经点作为位置数据的动作指
令，是码垛堆积专用的动作指令。该位置数据通过码垛堆积指令每次都被改写。其指令格式如 图 9-7。
图 9-7 码垛堆积动作指令的格式
• 码垛堆积结束指令:计算下一个堆上点，改写码垛寄存器的值。格式如图 9-8
9.5 码垛机器人程序及分析
J PR[1] 100% FINE LBL[1]
J PR[2] 100% FINE WAIT RI[12]=ON L PR[3] 100mm/sec FINE WAIT 1.00(sec)
RO[11]=ON WAIT RI[11]=ON
RO[11]=OFF PALLETIZING-B_1
J PAL_1[A_1] 80% FINE ：L PAL_1[BTM] 100mm/sec FINE
移动至待命位置 P1 标签 1
移动至待命位置 P2 等待抓料位有料 移动至抓料位 P3 等待 1S 抓手闭合阀 ON
等待抓手闭合开关 ON 抓手闭合阀 OFF
移动至趋近点 移动至堆叠点
9.5 码垛机器人程序及分析
9.5 码垛机器人程序及分析
9.6 本章小结
9.7 思考与练习
9.1.1
机器人码垛功能介绍 (Introduce)
码垛堆积:只要对几个具有代表性的点进行示教，即可从下层到上层 按照顺序堆上工件的一种功能。
1）通过对堆上点的代表点进行示教，即可简单
创建堆上式样。
2）通过对路经点（接近点、逃点）进行示教， 即可创建线路点。
3）通过设定多个线路点，即可进行多种式样的 码垛堆积。
图 9-1 码垛堆积示意图
89.2.1.2
码垛堆积的结构
码垛堆积由以下 2 种式样构成，如图 9-2。 1）码垛式样：确定工件的堆上方法。 2）线路点：确定堆上工件时的路经。
图 9-2 码垛堆积的结构
9.1.3 码垛堆积的种类
码垛堆积根据此堆上式样和线路点的设定方法差异，具有4种类型： 码垛堆积 B 和码垛堆积 BX 码垛堆积 E 和码垛堆积 EX
•吸附式手爪：在码垛中，吸附式末端执行器主要为气吸附。广泛应用于医药、食 品、烟酒等行业。
•夹板式手爪：夹板式手爪是码垛过程中最常用 的一类手爪，常见的夹板式手爪有单板式和双 板式，如图 9-11。手爪主要用于整箱或规则盒 码垛。
图 9-11 夹板式手抓
9.2.1码垛机器人系统组成
•抓取式手爪：可灵活适应不同形状和内含物（如大 米、沙砾、塑料、水泥、化肥等）物料袋的码垛， 如图 9-12。
*注意事项: 1. 要提高码垛的动作精度，需要正确进行 TCP 的设定。 2. 码垛寄存器，应避免同时使用相同编号的其他码垛。 3. 码垛功能，在三个指令也即码垛指令、码垛动作指令、码垛结束指令存在于
一个程序而发挥作用。即使只将一个指令复制到子程序中进行示教，该功能 也不会正常工作，应予注意。 4. 码垛编号，在示教完码垛的数据后，随同码垛指令、码垛动作指令、 码垛结 束指令一起被自动写入。不需要在意是否在别的程序中重复使用着码垛编号 （每个程序都具有该码垛编号的数据）。 5. 在码垛动作指令中，不可在动作类型中设定“C”（圆弧运动）。
L PAL_3［BTM］50mm/sec FINE HAND1 OPEN
码垛动作指令
L PAL_3［R_1］100mm/sec CNT10 J PAL_3［R_2］100mm/sec CNT50 PALLETIZING-END_3
码垛动作指令 码垛动作指令
3
目标为堆叠点
打开手抓，放置 物料
3
目标为堆叠点
9.7 思考与练习
三、简答题 （1）如何对码垛机器人进行I/O设置？ （2）试述码垛机器人系统的组成与功能？ （3）简述码垛机器人示教再现流程。 （4）查阅资料分析码垛机器人和搬运机器人的区别。
9.7 思考与练习
三、简答题 （5）图 9 19是某食品包装流水生产线，主要由产品生产供给线、小箱 输送包装线和大箱输送包装线等部分构成。依图画出A位置码垛运动轨 迹示意图。 （6）依图 9 19并结合A点位置，完成示教过程，并基于FANUC码垛机 器人写出示教程序（产品外观尺寸为1800mm×1200mm×30mm，托 盘尺寸为3600mm×3000mm×20mm）。
抓料
抓料至码垛托盘堆叠点 抓料至码垛托盘趋近点
移动至规避位P2
手爪
闭合开关RI11
闭合RO10
待命位置（P1）
[3,1,1]
回退点
趋近点
[3,4,3]
堆叠点
[1,1,3]
[1,1,2]
层
[1,1,1]
[3,4,1]
列
行
[1,4,1]
规避位 （P2）
物流方向
闭合开关RI11
抓料位（P3）
图 9-18 码垛编程思路
图 9-8 码垛堆积结束指令的格式
9.1.4 机器人码垛指令
码垛堆积号码：该号码在示教完码垛堆积的数据后，随同指令（码垛堆积指令 、码垛堆积动作指令、码垛堆积结束指令）一起被自动写入。此外，在对新的 码垛堆积进行示教时，码垛堆积号码将被自动更新。 寄存器指令：码垛寄存器指令，用于码垛堆积的控制。进行堆上点的指定、比 较、分支等。如图 9-9所示。
《工业机器人基础及应用编程技术》
第9章 码垛机器人编程及解析
教学目标 1.理解码垛机器人的分类和系统组成 2.掌握码垛机器人运动轨迹及流程设计 3.掌握码垛机器人的程序和分析
目录页
PAGE OF CONTENT
9.1 码垛机器人基础 9.2 码垛机器人系统组成 9.3 码垛机器人工具坐标系
9.4 码垛机器人运动轨迹及流程设计
搬运机器人类似，常见形式有
、
、
和组合式。
3. 实际生产中，常见的码垛工作站布局主要有
和
两种。
4. 关节式码垛机器人常见本体多为 轴，亦有五、六轴码垛机器人。
9.7 思考与练习
二、判断题 （1）组合式末端执行器的TCP一般设在兰中心线与手前端面交点处。 （） （2）通常在保证相同夹紧力情况下，气动比液压负载轻、卫生、成低 、易获取，故实际码垛中以压缩空气为驱动力的居多。（ ） （3）摆臂式码垛机器人可实现大物料、重吨位搬运和码垛。（ ）
图 9-9 码垛寄存器指令
9.1.4 机器人码垛指令
指令实例 PALLETIZING-B_3 J PAL_3[A_2] 50% CNT50 L PAL_3［A_1］100mm/sec CNT10
码垛指令 码垛堆积指令 码垛动作指令 码垛动作指令
样式 B
码垛号码 目标 3
3
目标为接近点A_2
3
目标接近点为A_1
移动至规避位P2
抓料至码垛托盘回退点
输送带送料到位
抓料至码垛托盘堆叠点
移动至抓料位P3
抓料至码垛托盘趋近点
抓料
移动至规避位P2
图 9-17 码垛动作循环图
9.4 码垛机器人运动轨迹及流程设计
手抓原位P1（张开）
移动至规避位P2
抓料至码垛托盘回退点
张开开关RI10
张开RO10
输送带送料到位 移动至抓料位P3
机器人控制柜 示教器
气体发生装置 真空发生装置
操作机 抓取式手抓
底座
1—机器人控制柜 2—示教器 3—气体发生装置 4—真空发生装置 5—操作机 6—抓取式手爪 7—底座 图 9-10 码垛机器人组成
9.2.1码垛机器人系统组成
➢ 末端执行器：夹持物品移动的一种装置，其原理结构与搬运机器人类似。 ➢ 常见形式：吸附式、夹板式、抓取式、组合式。
码垛堆积 B：对应所有工件的姿势一定、堆上时的底 面形状为直线、或者平行四边形的情形，如图 9-3所示。
图 9-3 码垛堆积B
9.1.3 码垛堆积的种类
码垛堆积 E：码垛堆积Ｅ，对应更为复杂的堆上式样的情形（如希望改变工件 的姿势的情形、堆上时的底面形状不是平行四边形的情形等）。如图 9-4所示。
3
目标为回退点R_2
3号Baidu Nhomakorabea垛结束
9.2 码垛机器人系统组成
组成：主要有操作机、控制系统、码垛系统（气体发生装置、液压发生装 置）和安全保护装置组成，如图 9-10。 关节式码垛机器人常见本体多为4轴，亦有5、6轴码垛机器人，但在实际包 装码垛物流线中，5、6轴码垛机器人相对较少。
9.2 码垛机器人系统组成
9.6 本章小结（Summary）
本章重点介绍FANUC机器人的码垛指令，并通过编制机器 人程序实现机器人的自动码垛。码垛功能应用很广，码垛形式 变化较多，建议通过实际操作反复练习各种码垛指令类型。
9.7 思考与练习
一填空题
1. 常见的码垛机器人结构多为
、
和
。
2. 码垛机器人的末端执行器是夹持物品移动的一种装置，其原理结构与
里设定的数据，将在后面的示教画面上使用。初期资料输入画面，根据码 垛堆积的种类有4 类显示。其构成如下图所示。
9.4 码垛机器人运动轨迹及流程设计
9.4 码垛机器人运动轨迹及流程设计
如图 9-17、图 9-18所示动作循环，在输送带 P3 处进行工件抓取，在托 盘上进行码垛。
手抓原位P1（张开）
•组合式手爪：是通过组合以获得各单组手爪优势的 一种手爪，灵活性较大，各单组手爪之间既可单独 使用又可配合使用，可同时满足多个工位的码垛， 如图 9-13所示。
图 9-12 抓取式手抓 图 9-13 组合式手抓
9.3 码垛机器人工具坐标系
引言 对码垛机器人而言，因末端执行器不同而TCP设置在不同位置 TCP确定： 吸附式而言其TCP,一般设在法兰盘中心线与吸盘所在平面交点的连线上并延 伸一段距离，距离的长短依据吸附物料高度确定； 夹板式和抓取式的 TCP 一般设在法兰中心线与手爪前端面交点处； 组合式 TCP 设定点需依据起主要作用的单组手爪确定，见图 9-14。
图 9-19 食品包装流水线
THANK YOU
RO[10]=ON WAIT RI[10]=ON
RO[10]=OFF L PAL_1[R_1] 100mm/sec FINE
PALLETIZING-END_1 JUMP LBL[1]
抓手张开阀 ON 等待抓手张开开关 ON
抓手张开阀 OFF 移动至回退点
移动至抓料位 P3
跳转到标签1
9.5 码垛机器人程序及分析
指令
说明
基于堆上式样、线路点和码垛寄存器的值，计算当前的路经，并改 码垛堆积指令
写码垛堆积动作指令的位置数据。
码垛堆积动作指 这是具有接近点、堆上点和逃点位置数据的码垛堆积专用的动作指
令
令。
码垛堆积结束指 令
使得码垛寄存器的值增减。
9.1.4 机器人码垛指令
码垛堆积指令：基于码垛寄存器的值，根据堆上式样计算当前的堆上点位置， 并根据线路点计算当前的路经，改写码垛动作指令的位置数据。其格式如图 9-6
9.3 码垛机器人工具坐标系(TCP确定)
图 9-14 码垛机器人TCP位置
9.4 码垛机器人运动轨迹及流程设计
9.4 码垛机器人运动轨迹及流程设计
（1）选择码垛堆积指令 码垛堆积指令的选择，选择希望进行示教的码垛堆积种类（码垛堆积
B\BX\E\EX）。
（2）输入初期资料 在码垛堆积初期资料输入画面，设定进行什么样的码垛堆积。这
9.1.3 码垛堆积的种类
码垛堆积 BX、EX：码垛堆积B、E只能设定一个线路点，码垛堆积 BX、EX可 以设定多个线路点，如图 9-5，BX、EX类型可以用于更为复杂的码垛需求，因 此应用更为广泛。
图 9-5 码垛堆积 BX、EX
9.1.4 机器人码垛指令
机器人码垛指令主要包括三部分：码垛堆积指令、码垛堆积动作指令和码垛堆 积结束指令。指令的主要功能如下表。
图 9-6 码垛堆积指令的格式
9.1.4 机器人码垛指令
• 码垛堆积动作指令：是以使用具有接近点、堆上点、逃点的路经点作为位置数据的动作指
令，是码垛堆积专用的动作指令。该位置数据通过码垛堆积指令每次都被改写。其指令格式如 图 9-7。
图 9-7 码垛堆积动作指令的格式
• 码垛堆积结束指令:计算下一个堆上点，改写码垛寄存器的值。格式如图 9-8
9.5 码垛机器人程序及分析
J PR[1] 100% FINE LBL[1]
J PR[2] 100% FINE WAIT RI[12]=ON L PR[3] 100mm/sec FINE WAIT 1.00(sec)
RO[11]=ON WAIT RI[11]=ON
RO[11]=OFF PALLETIZING-B_1
J PAL_1[A_1] 80% FINE ：L PAL_1[BTM] 100mm/sec FINE
移动至待命位置 P1 标签 1
移动至待命位置 P2 等待抓料位有料 移动至抓料位 P3 等待 1S 抓手闭合阀 ON
等待抓手闭合开关 ON 抓手闭合阀 OFF
移动至趋近点 移动至堆叠点
9.5 码垛机器人程序及分析
9.5 码垛机器人程序及分析
9.6 本章小结
9.7 思考与练习
9.1.1
机器人码垛功能介绍 (Introduce)
码垛堆积:只要对几个具有代表性的点进行示教，即可从下层到上层 按照顺序堆上工件的一种功能。
1）通过对堆上点的代表点进行示教，即可简单
创建堆上式样。
2）通过对路经点（接近点、逃点）进行示教， 即可创建线路点。
3）通过设定多个线路点，即可进行多种式样的 码垛堆积。
图 9-1 码垛堆积示意图
89.2.1.2
码垛堆积的结构
码垛堆积由以下 2 种式样构成，如图 9-2。 1）码垛式样：确定工件的堆上方法。 2）线路点：确定堆上工件时的路经。
图 9-2 码垛堆积的结构
9.1.3 码垛堆积的种类
码垛堆积根据此堆上式样和线路点的设定方法差异，具有4种类型： 码垛堆积 B 和码垛堆积 BX 码垛堆积 E 和码垛堆积 EX
•吸附式手爪：在码垛中，吸附式末端执行器主要为气吸附。广泛应用于医药、食 品、烟酒等行业。
•夹板式手爪：夹板式手爪是码垛过程中最常用 的一类手爪，常见的夹板式手爪有单板式和双 板式，如图 9-11。手爪主要用于整箱或规则盒 码垛。
图 9-11 夹板式手抓
9.2.1码垛机器人系统组成
•抓取式手爪：可灵活适应不同形状和内含物（如大 米、沙砾、塑料、水泥、化肥等）物料袋的码垛， 如图 9-12。
*注意事项: 1. 要提高码垛的动作精度，需要正确进行 TCP 的设定。 2. 码垛寄存器，应避免同时使用相同编号的其他码垛。 3. 码垛功能，在三个指令也即码垛指令、码垛动作指令、码垛结束指令存在于
一个程序而发挥作用。即使只将一个指令复制到子程序中进行示教，该功能 也不会正常工作，应予注意。 4. 码垛编号，在示教完码垛的数据后，随同码垛指令、码垛动作指令、 码垛结 束指令一起被自动写入。不需要在意是否在别的程序中重复使用着码垛编号 （每个程序都具有该码垛编号的数据）。 5. 在码垛动作指令中，不可在动作类型中设定“C”（圆弧运动）。
L PAL_3［BTM］50mm/sec FINE HAND1 OPEN
码垛动作指令
L PAL_3［R_1］100mm/sec CNT10 J PAL_3［R_2］100mm/sec CNT50 PALLETIZING-END_3
码垛动作指令 码垛动作指令
3
目标为堆叠点
打开手抓，放置 物料
3
目标为堆叠点
9.7 思考与练习
三、简答题 （1）如何对码垛机器人进行I/O设置？ （2）试述码垛机器人系统的组成与功能？ （3）简述码垛机器人示教再现流程。 （4）查阅资料分析码垛机器人和搬运机器人的区别。
9.7 思考与练习
三、简答题 （5）图 9 19是某食品包装流水生产线，主要由产品生产供给线、小箱 输送包装线和大箱输送包装线等部分构成。依图画出A位置码垛运动轨 迹示意图。 （6）依图 9 19并结合A点位置，完成示教过程，并基于FANUC码垛机 器人写出示教程序（产品外观尺寸为1800mm×1200mm×30mm，托 盘尺寸为3600mm×3000mm×20mm）。
抓料
抓料至码垛托盘堆叠点 抓料至码垛托盘趋近点
移动至规避位P2
手爪
闭合开关RI11
闭合RO10
待命位置（P1）
[3,1,1]
回退点
趋近点
[3,4,3]
堆叠点
[1,1,3]
[1,1,2]
层
[1,1,1]
[3,4,1]
列
行
[1,4,1]
规避位 （P2）
物流方向
闭合开关RI11
抓料位（P3）
图 9-18 码垛编程思路
图 9-8 码垛堆积结束指令的格式
9.1.4 机器人码垛指令
码垛堆积号码：该号码在示教完码垛堆积的数据后，随同指令（码垛堆积指令 、码垛堆积动作指令、码垛堆积结束指令）一起被自动写入。此外，在对新的 码垛堆积进行示教时，码垛堆积号码将被自动更新。 寄存器指令：码垛寄存器指令，用于码垛堆积的控制。进行堆上点的指定、比 较、分支等。如图 9-9所示。
《工业机器人基础及应用编程技术》
第9章 码垛机器人编程及解析
教学目标 1.理解码垛机器人的分类和系统组成 2.掌握码垛机器人运动轨迹及流程设计 3.掌握码垛机器人的程序和分析
目录页
PAGE OF CONTENT
9.1 码垛机器人基础 9.2 码垛机器人系统组成 9.3 码垛机器人工具坐标系
9.4 码垛机器人运动轨迹及流程设计
搬运机器人类似，常见形式有
、
、
和组合式。
3. 实际生产中，常见的码垛工作站布局主要有
和
两种。
4. 关节式码垛机器人常见本体多为 轴，亦有五、六轴码垛机器人。
9.7 思考与练习
二、判断题 （1）组合式末端执行器的TCP一般设在兰中心线与手前端面交点处。 （） （2）通常在保证相同夹紧力情况下，气动比液压负载轻、卫生、成低 、易获取，故实际码垛中以压缩空气为驱动力的居多。（ ） （3）摆臂式码垛机器人可实现大物料、重吨位搬运和码垛。（ ）
图 9-9 码垛寄存器指令
9.1.4 机器人码垛指令
指令实例 PALLETIZING-B_3 J PAL_3[A_2] 50% CNT50 L PAL_3［A_1］100mm/sec CNT10
码垛指令 码垛堆积指令 码垛动作指令 码垛动作指令
样式 B
码垛号码 目标 3
3
目标为接近点A_2
3
目标接近点为A_1
移动至规避位P2
抓料至码垛托盘回退点
输送带送料到位
抓料至码垛托盘堆叠点
移动至抓料位P3
抓料至码垛托盘趋近点
抓料
移动至规避位P2
图 9-17 码垛动作循环图
9.4 码垛机器人运动轨迹及流程设计
手抓原位P1（张开）
移动至规避位P2
抓料至码垛托盘回退点
张开开关RI10
张开RO10
输送带送料到位 移动至抓料位P3
机器人控制柜 示教器
气体发生装置 真空发生装置
操作机 抓取式手抓
底座
1—机器人控制柜 2—示教器 3—气体发生装置 4—真空发生装置 5—操作机 6—抓取式手爪 7—底座 图 9-10 码垛机器人组成
9.2.1码垛机器人系统组成
➢ 末端执行器：夹持物品移动的一种装置，其原理结构与搬运机器人类似。 ➢ 常见形式：吸附式、夹板式、抓取式、组合式。
码垛堆积 B：对应所有工件的姿势一定、堆上时的底 面形状为直线、或者平行四边形的情形，如图 9-3所示。
图 9-3 码垛堆积B
9.1.3 码垛堆积的种类
码垛堆积 E：码垛堆积Ｅ，对应更为复杂的堆上式样的情形（如希望改变工件 的姿势的情形、堆上时的底面形状不是平行四边形的情形等）。如图 9-4所示。
3
目标为回退点R_2
3号Baidu Nhomakorabea垛结束
9.2 码垛机器人系统组成
组成：主要有操作机、控制系统、码垛系统（气体发生装置、液压发生装 置）和安全保护装置组成，如图 9-10。 关节式码垛机器人常见本体多为4轴，亦有5、6轴码垛机器人，但在实际包 装码垛物流线中，5、6轴码垛机器人相对较少。
9.2 码垛机器人系统组成
9.6 本章小结（Summary）
本章重点介绍FANUC机器人的码垛指令，并通过编制机器 人程序实现机器人的自动码垛。码垛功能应用很广，码垛形式 变化较多，建议通过实际操作反复练习各种码垛指令类型。
9.7 思考与练习
一填空题
1. 常见的码垛机器人结构多为
、
和
。
2. 码垛机器人的末端执行器是夹持物品移动的一种装置，其原理结构与
里设定的数据，将在后面的示教画面上使用。初期资料输入画面，根据码 垛堆积的种类有4 类显示。其构成如下图所示。
9.4 码垛机器人运动轨迹及流程设计
9.4 码垛机器人运动轨迹及流程设计
如图 9-17、图 9-18所示动作循环，在输送带 P3 处进行工件抓取，在托 盘上进行码垛。
手抓原位P1（张开）
•组合式手爪：是通过组合以获得各单组手爪优势的 一种手爪，灵活性较大，各单组手爪之间既可单独 使用又可配合使用，可同时满足多个工位的码垛， 如图 9-13所示。
图 9-12 抓取式手抓 图 9-13 组合式手抓
9.3 码垛机器人工具坐标系
引言 对码垛机器人而言，因末端执行器不同而TCP设置在不同位置 TCP确定： 吸附式而言其TCP,一般设在法兰盘中心线与吸盘所在平面交点的连线上并延 伸一段距离，距离的长短依据吸附物料高度确定； 夹板式和抓取式的 TCP 一般设在法兰中心线与手爪前端面交点处； 组合式 TCP 设定点需依据起主要作用的单组手爪确定，见图 9-14。
图 9-19 食品包装流水线
THANK YOU
RO[10]=ON WAIT RI[10]=ON
RO[10]=OFF L PAL_1[R_1] 100mm/sec FINE
PALLETIZING-END_1 JUMP LBL[1]
抓手张开阀 ON 等待抓手张开开关 ON
抓手张开阀 OFF 移动至回退点
移动至抓料位 P3
跳转到标签1
9.5 码垛机器人程序及分析
指令
说明
基于堆上式样、线路点和码垛寄存器的值，计算当前的路经，并改 码垛堆积指令
写码垛堆积动作指令的位置数据。
码垛堆积动作指 这是具有接近点、堆上点和逃点位置数据的码垛堆积专用的动作指
令
令。
码垛堆积结束指 令
使得码垛寄存器的值增减。
9.1.4 机器人码垛指令
码垛堆积指令：基于码垛寄存器的值，根据堆上式样计算当前的堆上点位置， 并根据线路点计算当前的路经，改写码垛动作指令的位置数据。其格式如图 9-6
9.3 码垛机器人工具坐标系(TCP确定)
图 9-14 码垛机器人TCP位置
9.4 码垛机器人运动轨迹及流程设计
9.4 码垛机器人运动轨迹及流程设计
（1）选择码垛堆积指令 码垛堆积指令的选择，选择希望进行示教的码垛堆积种类（码垛堆积
B\BX\E\EX）。
（2）输入初期资料 在码垛堆积初期资料输入画面，设定进行什么样的码垛堆积。这