工(gōng)業(yè)碼垛機(jī)器(qì)人(rén)存在的(de)問(wèn)題≈∑λ及解決對(duì)策

工£✘ (gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)作(zuò)為(↓♣¶wèi)工(gōng)業(yè)自(zì)動化(huà)的(de)典型裝備，促✔→Ω進經濟活動中各行(xíng)各業(yè)的(de)發展。工(€"gōng)業(yè)碼垛機(jī)器(qì)人÷±(rén)更是(shì)以低(dī)廉的(de)成本、高(gāo)效的(de)作(±♥zuò)業(yè)優勢，将人(rén)從(cóΩφ÷ng)繁重、單一(yī)的(de)堆垛勞作(zuò)中解放(fà§εng)出來(lái)，提高(gāo)生(shēng)産效率，降低(dī)生↓<(shēng)産成本，縮短(duǎn)生(✘♦shēng)産周期。

碼垛機(jī)器(qì)人(rén)可(kě)以代替人(rén)工(gōng)≠∞進行(xíng)貨物(wù)分(fēn)類、搬運↕δδ和(hé)裝卸，特别是(shì)代替人(rén)類搬運危險物(wù)品，象放(fàng)射物(w∑λ∑ù)質、有(yǒu)毒物(wù)質等，降低(dī)工(gōn®$g)人(rén)的(de)勞動強度，保證工(gōng≠≠)人(rén)的(de)人(rén)身(shēn)安全。實現(xiàn)自× ₩(zì)動化(huà)、智能(néng)化(Ω≥huà)、無人(rén)化(huà)。工(gōng)業(yè)機(γ€'jī)器(qì)人(rén)碼垛系統适用(yòng)于化(huà)工(gōng)、建材、飼料、食↔♠品、飲料、啤酒、自(zì)動化(huà)物(wù)流等行(xíng)業(yè)，主₹€®要(yào)對(duì)生(shēng)©↕産制(zhì)造過程中流水(shuǐ)線上(shàng)的(de)産品進行(xíng)拾∑"Ω取、分(fēn)揀。特别是(shì)在倉儲物(wù)×★流業(yè)中，碼垛機(jī)器(qì)人(r®←↕★én)的(de)工(gōng)作(zuò)效率直接決定貨物(wù ")的(de)吞吐量。所以，采用(yòng)機(jī)器‌π(qì)人(rén)碼垛實現(xiàn)自(zì)動化(huà)生(shēng₽φ)産是(shì)推動企業(yè)發展的(de)÷±有(yǒu)效手段。

工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)碼 €♥垛系統組成

工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)碼垛系統在實¶↑>際應用(yòng)中并不(bù)是(shì)由機(φ®♣÷jī)器(qì)人(rén)獨立工(gōng)作(zuò)的(de)，而是(shì)配合自(zλΩ₽ì)動化(huà)設備進行(xíng)系統工(gōng)作(zuò)。☆π±₹

工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì±↔)人(rén)碼垛系統一(yī)般由4個 ÷∏±(gè)子(zǐ)系統共同組成，電(diàn)氣控制(zhì)子(zǐ)系統控制(zhì)≥'↑整個(gè)碼垛系統的(de)工(gōng)作(zuò)流程和(hé)節拍(±$✘↑pāi)。物(wù)料傳輸子(zǐ)系統将物(wù)料傳輸到↓↑÷(dào)機(jī)器(qì)人(rén)工(gōng)作(zuò)區(qū)域，由機(jī)器(↑>∑>qì)人(rén)将物(wù)品拾取碼放(fà×←ng)到(dào)自(zì)動托盤系統，當機(jī)器(qì)人(ré>★≠✘n)碼完一(yī)垛貨物(wù)，自(zì)動托盤輸送系統自(zì)>β動傳輸到(dào)指定位置，由叉車(chē)或其他(tā)轉運設備進行(xíng)輸送©&₹。

碼垛機(jī)器(qì)人(rén)系統：機(jī)器(qì)人(rφΩ<én)本體(tǐ)，機(jī)器(qì)人(rén)控制(zh ε♠ì)器(qì)，機(jī)器(qì)人(rén)抓手，安全護欄α₽及底座等。

自(zì)動托盤輸送系統：托盤庫，輕/重載輸送機(© ₹jī)，重載滾筒線，升/降移栽機(jī)等。

物(wù)料輸送系統：皮帶輸送線，氣動推倒裝置，直線滑道(dàoΩ≥→★)，螺旋滑道(dào)，轉彎輥道(dào)線。上(shàng)壓平裝置，下(xi±≥à)震動輸送線，物(wù)料整形裝置，掉頭☆↑裝置等。

電(diàn)氣及電(diàn)動系統：PLC，氣路(lù)設備，變壓器(q≈$α↕ì)，檢測傳感器(qì)，動力電(diàn)機(jī)等。

λ€ ∑←♦λ; ©↔♥€ &n↔♦¥bsp; &nbs'λp; ∑★; &↕β↕πnbsp; &‍∏Ω↓nbsp; &nb sp; &nb↑±sp; &<↕£≥nbsp;

工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)碼垛系統組成

(1) 高(gāo)精度定位，快(kuài)速搬運夾取，縮短(duǎn)∞♦α作(zuò)業(yè)節拍(pāi)，生(shēng)産效率。‌♦₩✔

(2) 機(jī)器(qì)人(rén)作(zuò)業™✘π(yè)穩定可(kě)靠，減少(shǎo)工(gōng)作(Ω'Ωzuò)失誤，提高(gāo)産品質量。

(3) 無疲勞連續作(zuò)業(yè)，全天候工(♠≠gōng)作(zuò)，擴大(dà)工(gōng)廠(chǎng)産能↓>(néng)。

(4) 結構簡單、零部件(jiàn)少(shǎo)。因>γ>‌此零部件(jiàn)的(de)故障率低(dī)、性能(néng)可(kě)靠、¶¥保養維修簡單。

(5) 占地(dì)面積少(shǎo)。有(yǒu§₩)利于客戶廠(chǎng)房(fáng)中生(shēng)産線的(de)布置，并可(kě)♠ €φ留出較大(dà)的(de)庫房(fáng)面積。

(6) 能(néng)耗低(dī)。通(tōng)常機(jī)械式的(de)碼垛♣€‌"機(jī)的(de)功率在26 KW左右，而碼垛機(φ↑♠'jī)器(qì)人(rén)的(de)功率為(wèi)5 KW左右，大(dà≥₩)大(dà)降低(dī)了(le)運行(xíng)成本。

工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)碼垛應用(yò₽↕β♠ng)存在的(de)問(wèn)題

1、碼垛抓手問(wèn)題

碼垛機(jī)器(qì)人(rén)能(nén↑≥™g)夠在不(bù)同的(de)作(zuò)業(yè)任務情況下(x≠∏•ià)工(gōng)作(zuò)，主要(yào)取決于機(jī)器(qì)人(rén&←★‌)法蘭盤抓手的(de)設計(jì)。

機(jī)器(qì)人(rén)抓手的(de)品質和(h'≥é)性能(néng)直接影(yǐng)響工(g∏©ōng)業(yè)搬運機(jī)器(qì)人(rén)的(de)工(gōng)作(₽♦♥zuò)質量和(hé)效率。傳統搬運機(jī)器(qì)人(rén)抓手由純機(jī)械部件(‍¶≈jiàn)組成，結構複雜(zá)、整體(tǐ)笨重、動作(zuò)速度慢(β màn)、不(bù)具備自(zì)動檢測、控制(zh<&¥ì)位置能(néng)力、控制(zhì)精度低(dī)、受工(gōng)作(≈®zuò)環境溫度和(hé)工(gōng)件(jiàn)重量影(yǐng ↓§)響會(huì)産生(shēng)運動不(bù)到(dào)位等衆多(duō)問(wèn)題，影(±$♣yǐng)響搬運機(jī)器(qì)人(©"←‌rén)的(de)正常工(gōng)作(zuò)效率，在₽φ生(shēng)産中存在安全隐患，針對(du♣πì)不(bù)同的(de)物(wù)品設計(≠≤jì)特定的(de)抓手工(gōng)業(y♣♠ ≤è)機(jī)器(qì)人(rén)才可(kě)以作(zuò)業(yè)。但(dàn)是(shε ±ì)，面對(duì)工(gōng)業(yè)生(shēng'£)産制(zhì)造中，在同一(yī)工(gōng)位上(shàng)，可(kě)™≥₽能(néng)會(huì)出現(xiàn)不(bù)止一(yī)種的(de)産品規±γ格，這(zhè)種情況下(xià)機(jī)器(qì)人(rén)隻能(nén ×g)特定地(dì)抓取，無法滿足品種多(duō)樣化(huà)地®≈'(dì)抓取。由此一(yī)來(lái)，機(jī)器(q&©≤ì)人(rén)抓手的(de)選擇和(hé)設計(jì)顯得(de)格外(<≤wài)重要(yào)。針對(duì)這®&"(zhè)種情況，急需設計(jì)出一(yī)種自(zì)适應、多(duō→★)功能(néng)的(de)機(jī)器(qì)人(rén)抓手。

2、自(zì)動識别抓取問(wèn)題

在工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)碼垛≤ ∑≈和(hé)分(fēn)揀作(zuò)業(yè)過程中，由于産品種類的(de)多(d£↕uō)樣化(huà)，需要(yào)根據物(wù)品的(d≈γ★£e)類别進行(xíng)分(fēn)類拾取碼垛，将同一(yī)條流水(sh∞₹₩ uǐ)線上(shàng)的(de)物(wù→₹&™)品，搬運到(dào)不(bù)同的(de)托盤上(shàng)。其次，物(wù)品在傳輸♣ 過程中待抓取位置可(kě)能(néng)不(bù)固定，這(zhè)就(♣÷≠✔jiù)需要(yào)機(jī)器(qì)人(rén)能(néng)夠自(zì)主識别物(wù)±✔品抓取點的(de)位置。因此，選擇化(huà)的±$ε(de)識别抓取對(duì)碼垛機(jī)器(qì)人( ≤rén)的(de)應用(yòng)十分(fēn)重要(yào)。

3、運動路(lù)徑規劃

工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì)人(rén)在碼垛應用(yò•φΩ←ng)中，單位時(shí)間(jiān)內(nèi←‍')碼垛次數(shù)，是(shì)衡量工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì) ≈人(rén)性能(néng)的(de)很(hěn)重要(yào)的(de)一(yī)個✔β&(gè)指标，特别對(duì)于高(gāo)吐量的(de)産線來(l≤>β ái)說(shuō)，工(gōng)業(yè)機(jī)器γ♣↑(qì)人(rén)的(de)碼垛速率，決定了(le)整個(gè)産線的(de)産能(✔&néng)。影(yǐng)響機(jī)器(qì)人(rén↑↑‍δ)碼垛效率的(de)因素有(yǒu)很(hěn)多(duō)，像伺服電(d←©→€iàn)機(jī)的(de)性能(néng)≠γ、負載強度、機(jī)器(qì)人(rén)的(de)機(j↓Ω∏¶ī)械結構等，特别是(shì)機(jī)器(qì→‌)人(rén)将物(wù)品碼放(fàng)成不(bù)同的(de)垛型，↑↓‌±碼垛擺放(fàng)的(de)順序也(yě)是(shì ♦)影(yǐng)響碼垛效率的(de)關鍵因素。當碼垛順序固定後機(jī)器(qì)人(±rén)運動路(lù)徑的(de)優化(huà)對(duì)提高(gāo)效率有(yǒu)很(☆♠hěn)大(dà)幫助，如(rú)果是(sh € ì)搬運到(dào)同一(yī)終點，機(jī)器(qì↓&₽§)人(rén)路(lù)徑選取不(bù)同，機(jī)器(qì)人(rén)運&♦¶動解算(suàn)結果差異很(hěn)大(dà)，最終速度差也(yě)很(hěn)大(d♣πà)。所以，機(jī)器(qì)人(rén)運動路σ'(lù)徑和(hé)碼放(fàng)垛型順序的(de)設計(jì)對©£₹♠(duì)機(jī)器(qì)人(rén)工(gōng)作(zuò <)效率的(de)提升起到(dào)關鍵作(zuò)用(yòng)。

工(gōng)業(yè)機(jī)器(qì≈₽)人(rén)碼垛關鍵解決技(jì)術(shù)

1、自(zì)适應抓手

為(wèi)了(le)實際工(gōng)作(zuò)需要(yào)設計(jì)了(leσ")一(yī)種具有(yǒu)自(zì)動檢測、控制(zhì) ×位置能(néng)力的(de)工(gōng)業♣♥(yè)搬運機(jī)器(qì)人(rén)自(σ₽εzì)動抓手，以解決現(xiàn)有(yǒu)技(jì)術→(shù)存在的(de)控制(zhì)精度低✘×≠‌(dī)、工(gōng)作(zuò)效率低(dī)及存在安全隐患等問(wèn)題。機(jī)器‌ε←≠(qì)人(rén)夾爪自(zì)動控制(zhì)器(qì)的(♦&§↓de)中央處理(lǐ)器(qì)內(nèi)預置工(gōng)作(zuò)程序，可(kě)‍σ≠‍與工(gōng)業(yè)搬運機(jī)器✘↓(qì)人(rén)的(de)主控制(z®§α≤hì)器(qì)建立通(tōng)信，當搬運機(¶✘λ♠jī)器(qì)人(rén)到(dào)達拾取工(gōng)件(jiàπ n)位置時(shí)，依據搬運機(jī)器(qì)人(rén≈♣₽)主控制(zhì)器(qì)的(de)指令開(kāi)↓¥β始抓取，抓手夾取過程受負反饋作(zuò)用(yòng)，當檢測抓手壓力變化(huà)時(shí)₩£₩，自(zì)動調節電(diàn)機(jī)扭矩已達到(d∞↓÷εào)抓取力度和(hé)行(xíng)程的(de)控制(zhì)。如(rú)此一(yī)來(™Ω Ωlái)，對(duì)于不(bù)同規格的(de)物(wù)品，一(yī)種夾爪就(jiù)可'&‌(kě)以滿足抓取任務，減少(shǎo)了(le)頻(pín)繁更換夾具的(de)流程，提高(↑♠ gāo)了(le)碼垛工(gōng)作(zuò)的(de)效率。

2、機(jī)器(qì)視(shì)覺系統

機(jī)器(qì)人(rén)視(shì)覺系統包括CCD數(s♦≥✘₹hù)字相(xiàng)機(jī)、鏡頭、光(guāng)源、機(jī)±≥器(qì)人(rén)本體(tǐ)控制(zhì)系統。C≥✘CD數(shù)字相(xiàng)機(jī)通(tōng)過交換機(jī)與工(gōng)業‍₹(yè)計(jì)算(suàn)機(jī)連接，電(diàn)±¥✘ 氣控制(zhì)櫃接入交換機(jī)，相(xiàn&γ÷<g)機(jī)單元對(duì)物(wù)品的(d ↔λe)圖片拍(pāi)攝，數(shù)據采集，并通(tōng)δ‌δ₽過交換機(jī)傳輸至工(gōng)業(yè)計(jì)算(sλδuàn)機(jī)，工(gōng)業(yè)計(jì)算(suàn)機(jī)對(d≈<uì)采集到(dào)的(de)備份件(jiàn)物(wù)品圖片進行(xíng£δ↓£)圖像處理(lǐ)和(hé)精準定位後，通(tōng)過交換機(jī)向機(j↑ Ωī)器(qì)人(rén)控制(zhì)系統發送控制(zhì)信号。' §σ這(zhè)種技(jì)術(shù)解決了(le)傳統碼垛在© 産品種類多(duō)，位置多(duō)變的(de)情況下(xià)'→₹的(de)碼垛問(wèn)題，在分(fēn®≈)揀碼垛作(zuò)業(yè)中提高(gāo)了(le)工(gōn≤βλ"g)作(zuò)效率，讓碼垛機(jī)器(qì)人(rén)更加智能(néng)化(h≥‌§βuà)、人(rén)性化(huà)。

3、垛型設計(jì)和(hé)運動路(lù)徑優化(huà)

要(yào)想提高(gāo)機(jī)器(qì)人(rén)工(gβ$ōng)作(zuò)效率，必須對(duì)垛型設計(jì)和(hé)運動路(lù)徑合理(l☆₽λǐ)設計(jì)。對(duì)運動優化(huà)進行(xíng) ±‍§深入研究，提出了(le)路(lù)徑規劃和(hé)軌迹規₽≥劃綜合優化(huà)的(de)方法，來(lái•♣♥‍)同時(shí)優化(huà)這(zhè)兩個(§λ♠gè)相(xiàng)互耦合的(de)過程。在路(lù)徑規劃後，采用(yòng)B樣條插值的( ♣↑de)方法對(duì)離(lí)散路(lù)徑進行(xínγ¥÷g)拟合得(de)到(dào)光(guāng)滑路(lù)徑，為(wèi)✔©了(le)得(de)到(dào)路(lù)徑的(de)光(guāng)滑程度有(yǒu)一(yī↑≠≥)個(gè)量化(huà)的(de)表示，采用(yònγ "σg)模糊控制(zhì)器(qì)來(lái)控制(zhìγ<)路(lù)徑的(de)修正幅度，進而求得(de)機(jī)器(qì)人(rén)ε→沿該路(lù)徑運行(xíng)的(de)最小(xiǎo)時(shí)間(jiān)。再結 ♦÷合實際分(fēn)析了(le)時(shí)間(jiān)最優軌迹規劃的(de)→∏'"特點，采用(yòng)參數(shù)化(huà)表示的(de)方法降低(‌Ω>γdī)動力學模型的(de)維數(shù)和(hé)動态規劃法求取最優時(←≥♣ shí)間(jiān)來(lái)控制(zhì)機(jī)§¥器(qì)人(rén)碼垛運動。對(duβ→ πì)于機(jī)器(qì)人(rén)碼垛的(de)擺放(fàn→↕g)順序，根據擺放(fàng)的(de)方向，層數(shù)，每層個(gèσβ)數(shù)的(de)需要(yào)，以由遠(yuǎn)到(dào)近(jì↔™≈n)，相(xiàng)鄰擺放(fàng)的(÷α‌•de)原則設計(jì)擺放(fàng)順序可(kě)以縮短('✘duǎn)路(lù)徑的(de)總和(hé)，已達到(dλ€$πào)提高(gāo)碼放(fàng)效率的(de)目的(de)。