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码垛机器人所占自动化生产比重逐年升高

时间：2017-12-22 来源：机器人在线阅读：7004

码垛机器人所占自动化生产比重逐年升高

在现今自动化生产线上，需要有物流功能的支持。其中码垛和搬运功能是整个生产线上最为重要的部分，其连接了生产线和仓储，是整个生产线的转运枢纽。一般意义而言，码垛指的是依照用户自定义的或本身己经预定义好的一定的规则或者外形，将流水线上送来的货物，在规定的地点堆码成垛的任务。堆码成垛的货物，可以便于工厂进行仓储、搬运、装箱、运输等任务。当前码垛任务主要分为两种实现方式:人工码垛和自动化码垛

对于体积小，重量轻，无危害和危险，且生产速度较慢的货物，可以采用人工堆码的方式实现码垛任务。然而人力毕竟是有限的，当货物来料速度过高时，采用人工堆码的方式，便无法跟上生产的节奏。如果为了提高人工堆码的速度，采用投入更多的人力的方式，便会造成生产成本的提高，生产现场的混乱，组织难度的增大，容易发生生产安全事故的弊端。因此采用自动化设备，实现堆码物料的优势便显现出来，即更高的物料吞吐效率、较低的成本、易于管理、减少物料的损伤、提高叉车的搬运效率、降低生产安全事故发生的概率等。

传统的自动化设备实现码垛功能，主要是针对于特定的生产线，在恒定的吞吐量的情况下，从操作和作业设备的交互角度考虑，增加一系列自动化机械结构，例如自动化托盘操纵机、电动升降平台、小型工业机械臂等，以期操作者在进行码垛作业过程中的劳动强度。

随着时代的进步，自动化生产的水平在不断提高，传统简单的生产线附加设备的自动化码垛方式己经不能满足需求，因而开始出现了在线式码垛机和机器人码垛机等技术。在线式码垛机，其实现码垛的方式是，先通过排层输送机整理成排，再通过一定的装置将成层物料叠放在托盘上或其他层料上。在线式码垛机的一大优势即是其高速的处理能力。随着科技的进步，对在线式码垛机的不断升级和改正，其吞吐量不断提高，例如美国哥伦比亚机械公司生产的型号为QBR200的高位高速码垛机，处理能力达40件/min。通过增加编层和编垛模块，可以实现对多种产品的同时处理

现今制造业企业越来越向着多品种小品量的生产方式发展，对于企业生产中至关重要的物流技术，无论是人工码垛、简单自动化码垛和在线式码垛机，己经越来越无法适应新的生产环境的需求。同时随着大型物资批发配送中心的出现，其需要为数量众多的用户按照订单配送产品，这就要求码垛机具有混合码垛的能力。这些需求的变化为码垛机器人发展提供了机会。现今码垛机器人己经发展成为了一种综合了机械制造、电子信息工程、计算机技术、人工智能科学技术等学科和技术的高新产品。相较于其他的码垛产品，码垛机器人的优势主要体现于以下的2个方面:

(1)柔性生产

现今，企业的生产方式越来越趋向于多品种小批量的生产，所以一条生产线上，可能会同时存在不同的产品，对于这种需求，码垛机器人可以根据实际需求，智能动态的改变抓取方式，满足不同的生产需求

(2)灵活的码垛生产方式

传统的码垛方式下，生产线数量和垛盘数量都是不可拓展的，而采用码垛机器人的生产方式，机器人可同时服务于多条生产线，并且根据实际需求动态扩展服务的生产线数量，同时亦可动态扩展物料托盘的数量。

如上所述码垛机器人拥有柔性作业能力，可同时处理多种不同的物料和堆码类型，因此在工业自动化和物流市场上受到广大用户的青睐，并迅速占领了广大的市场。例如在一系列发达国家的企业中，通常采用码垛机器人完成食品、饮料、饲料、塑料箱、大型货物的码垛任务。当前在国内，码垛机人也在制造业企业中开始运用，但总的看来，国内工业生产线自动化水平仍然不高。所以研究和设计高要求的码垛机器人，成为了提高国内生产线自动化水平的当务之急。

本论文基于码垛机器人的应用需求，在四川省科技支撑计划项目(项目编号2015GZ0021)的支持下，结合目前流行的运动控制系统架构，设计和开发了通用码垛机器人控制系统。