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四自由度直角坐标码垛机器人控制系统研究绪论

时间：2017-07-28 来源：机器人在线阅读：8705 原创

1.1码垛机器人研究的目的和意义

随着“工业4.0与智能制造”的提出和发展，自动化生产与物流行业对工人的依赖程度将会逐步降低，在工业自动化生产线上采用更多的高度自动化设备代替人工在生产中的作用己经成为了一种必然趋势。同时，由于科学技术水平的飞速发展和社会生产力的大力提高，越来越多的机器人己经参与到了现代化社会生产生活当中，甚至在某些特殊的场合起到了不可替代的作用。在一定程度上，机器人的普及程度己经能够作为一个非常重要的因素去衡量某一个国家现代化发展水平的高低程度。工业机器人是一种性能优良的机电一体化产品，它主要被应用与自动化生产，其目的是为了节约更多成本，并且它在提高生产效率、增加生产效益等方面起着重要的作用。

自动化码垛技术作为物流方面的重要环节，己经开始进入了人们的视野，在工业自动化中己经得到了广泛的应用。例如在自动化流水线上，通过机器人把从流水线上输送过来的纸箱等物料按照实现规定的摆放规则依次在托盘上堆放起来，这个过程便称之为码垛，其主要目的是为了使得物料的存储、搬运、运输[f2l变得更加方便有序。码垛分为自动化码垛和人工码垛两种方式，自动化码垛一般是采用机械手或者码垛机器人来进行的，其适用情况为规则整齐的物料以及吞吐量大的场合。人工码垛主要适用于物料搬运难度小，码垛速度要要求低的情况。随着科技的进步，一些简单的机械式自动化码垛设备开始产生，比如码垛机械手等，这些简单的机械式自动化码垛设备在码垛作业时大大地减轻了人工码垛所需要的劳动力并且使得工人基本上摆脱了恶劣的码垛作业环境。随着自动化生产规模的逐渐扩大，人们希望码垛速度更快，在单位时间内码垛的数量大大增加，因此传统的机械式自动化码垛设备己经不能满足人们对工业生产自动化的跟高要求，机械手自动化码垛设备己经逐渐被淘汰了。取而代之的是更为先进的机电一体的智能化自动码垛机器人。

早期，大多数码垛机器人都是属于机械式或者液压式的，然而这种码垛机器人占用空间大并且堆码效率低，己经跟不上生产规模日益扩大的步伐。随着20世纪70年代的到来，工业机器人技术及应用发生了革命性的改变，瑞典的ABB公司研究人员率先研究制造出了首台全电控式码垛机器人IRB6，并且将其应用到了实际的工业生产中。渐渐地，码垛机器人凭着其高柔性、高效率己经被广泛应用到了自动化生产线上，越来越受到市场和客户的欢迎]，码垛机器人也逐渐成为了工厂等不可缺少的自动化设备。

近年来，人们不仅需要码垛机器人代替人工码垛，而且对码垛提出了新的要求。即要求码垛机器人减少运行时间，提高码垛效率，适应更多复杂任务的变化。

由于国内机器人的发展还不成熟，所以国内很多企业所用的码垛机器人都是从外国进口而来。而外国的机器人相对来说价格比国产机器人要贵很多，对各企业来说，从国外进购机器人需要很大的代价。另一方面，随着智能制造与企业产业的自动化升级，越来越多的机器人将会走向工厂代替原先在车间工作的工人。所以，对码垛机器人进行研究不仅能让专业学者和研究人员对与之相关的自动化生产有进一步的认识而且还能够加速推广越来越多的人对码垛机器人的重视程度，从而让越来越多的码垛机器人逐步进入更为广阔的市场。本文的研究目的是为了设计、实现码垛机器人的运动控制，从而使其能够应用于自动化生产线上，完成对纸箱的码垛。

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