国内码垛机研究与应用现状

码垛机是用在工业生产过程中执行大批量工件、包装件的获取、搬运、码垛、拆垛等任务的一类工业机器人,是集机械、电子、信息、智能技术、计算机科学等学科于一体的高新机电产品。

我国工业机器人研究和应用开始于 20 世纪 70 年代,受当时经济体制等因素的制约,发展比较缓慢,研究和应用水平比较低。进入20世纪80年代以后,随着改革开放的不断深入,我国工业机器人技术的开发和研究才达到一定水平,码垛机技术也得到了快速的发展。

目前,我国自主研发的码垛机的结构形式主要有直角坐标型、关节型。直角坐标型码垛机为4轴机器人。4根运动轴对应直角坐标系中的X轴、Y轴和Z轴,以及Z轴上带有的一个旋转轴。直角坐标机器人的传动主要是通过驱动电机的转动带动同步带运动,同步带带动直线导轨上的滑块运动。直角坐标机器人具有定位精度高、空间轨迹易于求解、计算机控制简单等优点,但所占空间大、 相对工作范围小、操作灵活性差、运动速度较低。

目前,我国生产力总体水平较低,劳动力便宜,科研人才缺乏,大多数企业的生产 自动化水平偏低,企业发展意识落后,先进码垛设备和机器人的使用受到限制,只 在一些大型知名企业中得到了应用。

20世纪90年代中期至今,青岛，玉溪等卷烟厂采用码垛机器人对其卷烟成品进行码垛作业,节省了大量人力,减少了烟箱破损。码垛机器人配备条码识别器可以实现2种以上品牌产品的码垛;利用真空吸盘可以实现成品拆垛;利用图像识别系统和多功能机械手,实现了各种辅料托盘的识别和抓取,完成卷烟辅料的搭配作业。

制米工厂利用4自由度圆柱形机器人,将自动立体仓库中 5kg或10kg的米袋抓起码放至托板上,堆放高度可达10层,机器人水平行程可到 1200mm,回转角度大于360度。该机器人采用直流伺服电机驱动,具有控制性能优越、效率高等优点,能满足米袋码垛工作要求。

我国是世界最大的啤酒生产和消费国家,如何降低物流系统的成本,提高效益与 服务质量,成为竞争的新焦点。采用先进的物流技术和自动化设备是获得市场优势的主要战略之一。目前,青岛啤酒、燕京啤酒、广州珠江啤酒、东莞雪花啤酒 等知名大型啤酒生产企业已经采用全自动、半自动码拆垛设备和机器人系统,码垛效率得到了极大提高,现在的设备基本可以完成 48000～60000 瓶/小时的码垛要求。