纸箱码垛机器人1123.pdfVIP

直角坐标码垛机器人在物流行业的应用 摘要：本文以某食品企业的实际工况要求为例，介绍直角坐标机器人在纸箱搬运、码垛中的应用。 关键字：直角坐标机器人，码垛 前言：很多产品装入纸箱后从传送带上被抓起来按一些规则码放到托盘上，所要搬运码垛的纸箱尺寸 和重量随产品不同而变化，最快每1~2 秒就要搬运一个纸箱。而托盘尺寸从欧洲标准尺寸到1.6*1.6m 的几种。如何采用机器人对这些纸箱快速，整齐，有序地码垛是实现高效工厂自动化的关键之一。沈 阳莱茵机电17 年来从代理德国机器人产品到建立中德合资企业在国内组装多种型号的直角坐标机器 人。并借鉴德国BergerLahr 和Roboworker 公司的很多成功应用经验，开发了多种纸箱，塑料箱，塑 料桶等的搬运码垛机器人。这些搬运码垛和拆垛机器人系统设计、精益生产流程、设备的选型和生产 节拍平衡上等，充分考虑了技术上的先进性、生产上的实用性、在使用中的长期可靠性，同时在经济 性方面具有良好的性价比。本文以国内一著名生产食品企业的实际工况要求为例，介绍直角坐标机器 人在纸箱搬运、码垛中的应用。 一、基本要求 1、适用产品（纸箱外形尺寸） 产品 长 宽 高 A 34.5CM 19.2CM 9.5CM B 33CM 23.7CM 9.5CM C 37.5CM 23CM 11.5CM D 37CM 24.5CM 10CM E 36.5CM 22.5CM 10CM F 30.5CM 18.7CM 13CM 2、节拍分析 搬运码垛的平均速度达到2.2 秒/箱。 3、基本信息及要求 1）单箱重量≤5KG，一次搬运五箱，一次总搬运重量≤25KG。 2）托盘尺寸1100*1100，码垛完了托盘上纸箱最高处到地面≤1900mm。 3）传送带高度为700mm, 上面最矮纸箱正上面到地面高度为795mm。 4）码放方式的要求是在托盘尺寸内每层尽可能多的摆放纸箱，托盘四周的纸箱仅可能平稳，要 保证运输过程中平稳不倒。而码好的托盘每两层纸箱间要向砌砖墙那样，尽可能相互压住和 咬和。这样才能保证码满纸箱的托盘（最高1.9 米）在运输过程中平稳。 二、技术方案 1、总体说明 根据设计原则及产品生产概况，确定本机器人的设计参数如下： 1）整套机器人系统采用龙门式结构设计，其中X、Y、Z三轴为直线运动单元，A轴为吸盘旋转 机构，还包括吸盘系统和控制系统（见图1）。 2）为确保机械强度要求，Y、Z采用双直线单元，X轴采用双滑块直线单元。直线单元由高强度 同步带传动，采用高精度伺服电机及减速机驱动，通过控制系统可实现，单轴的独立运动，以 及在1450*1200*1900空间范围内的联动，运动精度0.1mm。Z轴负载总重25kg。 3）吸盘旋转轴可根据实际摆放要求，实现吸盘系统的-90~+90度旋转、定位。 4）吸盘系统由5个吸盘组构成，每组有4个吸盘，吸取1个纸箱。每组吸盘均可通过电磁阀进 行分控，可单独吸取或释放纸箱。（布局图如图2） 考虑到纸箱的透气性，真空度一般在-40kPa~-50kPa之间，根据参数单个吸盘垂直的吸力为56.6N， 4个吸盘的吸力226.4N,考虑运输过程中一定的加速度和安全系数，每1组吸盘完全可以吸住单个重 量≤5KG 的纸箱，并高速运动。吸取和释放的时间小于200ms（ 吸盘的详细选型可以与沈阳莱茵机电 陈绍系）。 5）设计带抓取工作区，通过传感器计数，当达到待抓取数量时，挡板将传送带纸箱挡住，再由 气缸将纸箱推顶紧。如图3所示： 6）直线运动单元都配有限位和零位开关，保证运动安全和准确。 7）增加多个传感器信号，检测生产线及机器人的动作状况，并及时反馈给控制系统。 8）设置安全隔离网（或光电对射传感器），保证在机器人运动范围内人员的安。 9）在整个生产线设有总控制工作站，用于输入生产数及记录生产数据和检测数据等。 2 2 22、工艺流程 适应不同尺寸的箱子，初步设计了5种不同的码垛样式，现在举其中一例介绍工艺流程。 （1）机器人在初始位置等待抓取信号 初始