碼垛機(jī)器人

1 簡介

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，使得機(jī)器人在碼垛、涂膠、

　　點(diǎn)焊、弧焊、噴涂、搬運(yùn)、測(cè)量等行業(yè)有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。

　　有很多個(gè)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(gè)方面都在發(fā)展改進(jìn)，包括從機(jī)械手到操縱它的軟件。市場(chǎng)上對(duì)靈活性的需求不斷增長，這一個(gè)趨勢(shì)已經(jīng)影響到了包裝的多個(gè)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(jī)貨盤，但是他們不得不定制每一個(gè)貨盤，而貨盤的形式只是偶爾會(huì)有重復(fù)。而且這類隨機(jī)的貨盤的高效生產(chǎn)是比較困難的。

2 設(shè)計(jì)一個(gè)

　　首要任務(wù)是根據(jù)機(jī)器人所要完成的工作，先確定機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成?？梢允驱堥T式，掛壁安裝式等。再按工作要求所給出各軸的運(yùn)動(dòng)行程、負(fù)載、運(yùn)動(dòng)速度、加速度，動(dòng)作周期來選每個(gè)運(yùn)動(dòng)軸直線運(yùn)動(dòng)單元的型號(hào)，所配驅(qū)動(dòng)電機(jī)及所配精密行星減速機(jī)的型號(hào)。

　　下面即以此系統(tǒng)為例對(duì)沈陽鼎冷機(jī)電碼垛機(jī)器人進(jìn)行深入的闡述

　　此碼垛機(jī)器人是應(yīng)用箱體碼垛搬運(yùn)工作上的。

3 生產(chǎn)線

　　在工人完成產(chǎn)品的裝箱后，進(jìn)入輸送線1，產(chǎn)品輸送到封箱機(jī)中，然后經(jīng)過輸送線2，在2號(hào)線中有一個(gè)定位裝置也可稱定位擋板（已在娃哈哈生產(chǎn)線上成功應(yīng)用），此裝置和定位板可以完成箱體的旋轉(zhuǎn)和定位，可以讓箱體靠左側(cè)定位，然后輸送到緩沖區(qū)1，緩沖區(qū)有一個(gè)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(dòng)動(dòng)緩沖區(qū)2。緩沖區(qū)上方為碼跺機(jī)器人，機(jī)器人通過機(jī)械手吸盤將15個(gè)箱子（小袋裝可以碼15個(gè)，盒裝和聽裝可以碼8-10個(gè)）整體提升垂直提升，在水平運(yùn)行，以躲避安全通道，寬度和高度均為2米，經(jīng)過安全通道后垂直放置在碼跺區(qū)，前面的定位擋板已經(jīng)將箱體旋轉(zhuǎn)，所以機(jī)械手不需要旋轉(zhuǎn)，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(yùn)送過來的時(shí)候放置在緩沖區(qū)1即可。

　　系統(tǒng)還設(shè)有緊急停止按扭，可手動(dòng)、自動(dòng)停止；機(jī)器人支承架工作范圍內(nèi)裝有光柵安全系統(tǒng)，在故障或異常情況下報(bào)警信號(hào)燈亮，系統(tǒng)緊急停止，在手動(dòng)狀態(tài)下排除報(bào)警后系統(tǒng)方可繼續(xù)運(yùn)行；有自動(dòng)記憶功能，在停電或故障情況后可繼續(xù)完成工作。

　　運(yùn)行效率計(jì)算：

　　按照客戶提供的封箱時(shí)間15箱/分鐘，如果一個(gè)一個(gè)抓取箱體需要4秒一個(gè)運(yùn)行周期，完成產(chǎn)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(yīng)用導(dǎo)軌的差補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，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(yùn)送的方式，按照一個(gè)箱體輸送過來開始計(jì)算，一個(gè)碼盤裝滿需要60秒，在這60秒（另外兩個(gè)可以有32秒-40秒，可以碼8-10個(gè)），完成助推，抓取提升，輸送，放置和返回有充足的時(shí)間。

　　以上為箱體包裝的產(chǎn)品輸送方式，具體過程請(qǐng)參看效果圖。

　　大袋產(chǎn)品的生產(chǎn)周期為15秒/袋，所以直接完成單個(gè)碼跺輸送，時(shí)間也很充足，主要是負(fù)載不大，所以可以提高運(yùn)行速率。

　　綜上所述，采用沈陽鼎冷機(jī)電碼垛機(jī)器人后使搬運(yùn)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(jī)器人運(yùn)行一年后就可收回所投入的成本。該機(jī)器人在正常維護(hù)下至少運(yùn)行十年。隨著大批量全自動(dòng)化碼垛生產(chǎn)線的興起，此碼垛系統(tǒng)將具有更加廣泛的市場(chǎng)前景和發(fā)展?jié)摿Γ?/p>

　　碼垛機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)

　　MD-25T堆碼機(jī)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(duì)于隨機(jī)貨盤來說，碼垛機(jī)器人是唯一的選擇。盡管如此，機(jī)器人裝載也面臨比較多的問題，如果要以較高的速度進(jìn)行生產(chǎn)，將更加困難重重。

　　一個(gè)處理隨機(jī)裝載的機(jī)器人碼垛機(jī)需要特殊的軟件，通過軟件，機(jī)器人碼垛機(jī)與生產(chǎn)線的其他部分相連接，這是個(gè)巨大的進(jìn)步。

　　一個(gè)用來建造隨機(jī)貨盤的機(jī)器人能集成進(jìn)工廠的倉庫管理系統(tǒng)（WMS）。理想上，它會(huì)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(duì)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(jī)器人碼垛設(shè)備還是另外一個(gè)苛刻應(yīng)用的選擇：冷凍倉庫內(nèi)碼垛。在消費(fèi)商品包裝領(lǐng)域，在一個(gè)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(dòng)力成本。

　　在冰凍環(huán)境下，自動(dòng)化的隨機(jī)存取式碼垛機(jī)并不是正確選擇，因?yàn)榇蠖鄶?shù)自動(dòng)化隨機(jī)存取碼垛機(jī)都使用在冷庫里會(huì)結(jié)冰的壓縮空氣管。而與自動(dòng)化碼垛機(jī)相比，碼垛機(jī)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(diǎn)顯得尤為重要。盡管如此，機(jī)器人在冷凍倉庫中的應(yīng)用也存在著一些問題。一些供應(yīng)商開始為冷凍倉庫設(shè)計(jì)特殊的碼垛機(jī)器人。

　　在采用碼垛機(jī)器人的時(shí)候，還要考慮一個(gè)重要的事情，就是機(jī)器人怎樣抓住一個(gè)產(chǎn)品。真空抓手是最常見的機(jī)械臂臂端工具（EOAT）。相對(duì)來說，它們價(jià)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(huì)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(gè)袋子或者其他包裝形式的兩邊夾?。徊孀邮阶ナ?，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(jìn)行其他的組合也是可以的。一個(gè)飲料包裝商在對(duì)裝滿瓶子，并且收縮裹包好的瓦楞托盤進(jìn)行碼垛時(shí)碰到了困難，真空吸盤會(huì)把托盤上的薄膜扯下來。

4 特點(diǎn)

　　1、結(jié)構(gòu)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(chǎn)線的布置，并可留出較大的庫房面積。碼垛機(jī)器人可以設(shè)置在狹窄的空間，即可有效的使用。

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

　　4、能耗低。通常機(jī)械式的碼垛機(jī)的功率在26KW左右，而碼垛機(jī)器人的功率為5KW左右。大大降低了客戶的運(yùn)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(diǎn)和擺放點(diǎn)，教示方法簡單易懂。