基于机器视觉的面粉袋码垛机器人研究中国内外研究与应用现状(上）

 1.2国内外研究与应用现状

1.2.1码垛机器人研究与应用现状 将工业机器人技术应用于物品的搬运和码放最早的是日本和瑞典。20世纪70年代末日本第一次将机器人技术用于码垛作业。1974年，瑞典ABB公司研发了全球第一台全电控式工业机器人IRB6，主要应用于工件的取放和物料的搬运闭。随着科学技术的进步，计算机应用技术、工业机器人技术和人工智能技术日新月异的发展，欧美、日韩等工业机器人发达的国家相继研发了各自的码垛机器人，如德国KUKA、瑞典ABB、日本FANUC和FUJI等，如图1.1和图1.2所示

欧美、日韩等国的码垛机器人多为关节型机器人，一般拥有4~6个自由度，主要由安装底座、腰部、连杆机构、臂部、腕部和末端工作机构构成。机器人本体多使用重量轻结构强度高的铸铝材料和连杆关节型的结构样式，并采用有限元分析技术对机器人的结构形式做优化分析，使其拥有高的机械强度和减震效果;机器人的驱动系统大多使用数字化的交流伺服电机和大扭矩的RV减速机，从而极大的优化了机器人整机的结构;为应对不同的应用环境，专门研制了夹持式、叉板式、气动吸盘和电磁吸盘等多种用途的末端执行装置。发达国家工业机器人的控制系统均使用开放式的PC控制系统，以此实现码垛机器人工作过程的高效、精确和稳定的特性。

欧美等发达国家以先进的机器人技术和完善的机器人产业链为依托，使码垛机器人的应用在众多行业中得到普及。瑞士、奥地利和挪威等欧洲各国的酿酒企业、食品加工企业和咖啡生产企业大多使用KUKA码垛机器人，通过特制的末端执行机构准确地完成纸盒、料箱和托盘的搬运码垛作业，不仅降低了工人的劳动强度而且提高了产量和产品的质量。美国著名的润滑油制造企业JTM公司使用Motoman的6轴码垛机器人进行箱装润滑油和桶装润滑油的码垛作业，使机器人码垛每年的工作量提高到人工码垛量的2倍。Eric Hemmingson提出ABB Flex Palletizer IRB640码垛机器人凭借其强大的S4C控制系统和独特的结构形式广泛应用于食品和饮料行业，出色的完成了箱装、袋装物品的搬运和码垛作业[[1i1a

我国工业机器人技术的研究和应用起步比较晚，开始于1970年代，由于受到那个时代社会经济制度等相关因素的严重影响，进展十分缓慢，研究和应用层次也很低。八十年代以后，随着经济体制改革的不断推进，我国自主工业机器人技术的研究和应用才取得一些成果，码垛机器人技术的应用也得到了飞快的发展。