基于码垛机器人的编程技术研究

随着科技的发展,工业机器人已经广泛的应用于各个领域,提升工业自动化程度。本文以码垛机器人为研究对象,分别研究了码垛机器人的现场编程和离线编程的过程与调试,对码垛机器人在工业自动化生产线中提高生产效率提供理论依据。     

工业机器人装箱与码垛工作站数字孪生系统设计与优化

为优化工业机器人装箱与码垛的作业效率,结合数字孪生技术,在Visual Components软件中搭建了数字孪生模型,完成了基于Siemens S7和Modbus协议的信息物理融合系统架构设计,实现了物理实体与数字模型的实时链接。采用遗传算法规划了工业机器人装箱与码垛最优路径,利用Visual Components软件完成了编程与数字孪生同步验证。利用搭建的数字孪生模型对动力辊道线和机器人的参数进行优化后消除了码垛机器人的怠工状态,同时将装箱与码垛工作站的工作效率提高了13%。该研究可对装箱与码垛工作站提供参考和理论依据。     

工业机器人在两进两出码垛生产线中的应用

通过对工业机器人两进两出码垛生产线的设计分析,概要地阐述了在多进多出码垛生产线中使用工业机器人替代一般高位码垛机的可行性和优势。使用工业机器人进行码垛作业,可以提高流水线柔性工作能力,便于企业更新换代与发展。     

装砖码垛机器人时间-冲击最优轨迹规划

为了提高装砖码垛机器人的工作效率,同时减小振动对机器人的影响,基于三次样条插值法,提出一种使机器人轨迹最优的规划方法,对各关节进行轨迹规划。利用权重系数法定义目标函数,以运动学和动作时间为约束条件,使码垛机器人在运行过程中其时间和冲击达到综合最优。采用遗传算法求解出最优时间序列,进一步求解出最优轨迹。研究结果表明:末端轨迹跟踪误差在合理的范围之内,该方法在装砖码垛机器人轨迹规划方面是可行的、合理的;可以为工作效率与冲击等矛盾问题到达综合最优提供一种解决方案。     

工业机器人码垛数字孪生系统的研究与实现

为提高工业机器人码垛的智能化水平,将数字孪生技术与机器人码垛作业流程相结合,研究并设计了工业机器人码垛数字孪生系统。分析了码垛数字孪生系统架构,规划并设计了系统的功能模块和运行机制,阐述了工业机器人数字孪生系统数据集成模块、虚拟场景构建模块、虚拟机器人码垛模块和可视化辅助服务模块的实现方法,融合真实码垛场景下的机器人作业数据,实现了对基于数字孪生技术的工业机器人码垛虚拟可视化仿真与策略优化的信息反馈。设计并开发了面向工业机器人码垛作业的数字孪生系统,以物理码垛场景数据为例,验证了本系统的有效性,为探索数字孪生技术在工业机器人智能码垛的应用进行了尝试。     

码垛机器人的分类及应用

工业机器人替代人工具有显著优势,智能化的工业机器人是适应全球进入工业4.0的时代需要。作为智能化工业机器人的细分领域,码垛机器人在自动化生产中对提高生产效率起到了关键作用。对线性运动起重机式码垛机器人、机械臂式码垛机器人、并联杆式码垛机器人的结构、特点、应用进行分析,并对码垛机器人智能化实现方式——RFID(电子标签)、机器视觉以及人机交互路径学习等先进技术进行分析。智能化码垛机器人具备的强适应性以及动态问题解决能力,可在中国工业向工业4.0迈进以及在中国制造2025目标实现过程中,广泛应用于自动化生产和智能制造。     

基于ABB码垛机器人跺型算法的应用分析

随着科学技术的发展,工业机器人技术已经渗透到了人类生活的各个领域,并将在未来发挥着越来越重要的作用。码垛是把物品按照一定规律码放成垛,使物品的存放、搬运、转移等工作变得单元化自动化,从而提高工作效率。在仓储物流行业中,码垛机器人的码垛算法影响机器人的行走路径,直接决定了机器人的码垛效率和货物吞吐量。因此,研究码垛机器人算法不但具有着重要的理论意义,而且具有更广泛的实用意义和应用前景。主要研究码垛机器人码垛放置算法,围着这一研究目标,将介绍两种常用的码垛机器人放置算法:即基于放置位置的码垛算法和基于栈板位置的码垛算法。首先从最简单的基于放置位置的码垛算法入手,并在此基础上提出基于栈板位置的码垛算法,然后,总结归纳两种算法特点,应用范围,适用要求。从而可以根据项目实际应用的要求,针对具体作业方案,选择具体算法。     

基于ABB工业机器人轮胎码垛的工作站设计与研究

以ABB工业机器人轮胎码垛工作站为研究对象,针对轮胎码垛工作站中存在整体设计、路径规划以及信号通讯等难度高问题,提出了一种基于ABB机器人的轮胎码垛工作站:工业机器人I/O信号与西门子S7-200 SMART PLC的通讯连接,完成了工业机器人与工作站之间的信号交互。为工业机器人轮胎码垛工作站的设计与应用提供了技术参考,提高了工业机器人码垛工作站的自动化生产效率。     

国内码垛机器人应用研究

综述了国内码垛机器人的发展过程和应用现状,探讨了我国码垛机器人在工业应用上实现进一步替代人工码垛作业的可能性,并针对国内卷烟行业卷烟包件自热缩膜包装机封装后的人工码垛作业这一环节,提出建立码垛自动化工业线的解决方案。基于该方案,利用V-REP进行三维仿真,论述该方案的可行性,为码垛机器人在工业生产中的进一步应用和发展提供借鉴性参考。     

码垛机器人关节结构的有限元分析及优化研究

针对大负载码垛机器人关节传动精度的问题,对四关节码垛机器人第二轴关节传动结构中起传递扭矩作用的齿轮轴进行了研究。对机器人装配过程中影响工业机器人运行精度的潜在因素进行了归纳,提出了改善齿轮轴受力情况的改进方法,降低了工业机器人在运行过程中齿轮轴与RV减速机之间产生预压力的可能性;利用SolidWorks软件建立机器人三维模型,采用ANSYS、ADAMS软件对机器人第二轴关节传动结构进行了分析;增设了轴承用于齿轮轴导向与支撑,并进行了仿真分析,对改进后的样机进行了重复定位精度测试。研究及测试结果表明:改进后的结构可改善齿轮轴的受力情况,减少因装配工艺、零部件误差等因素对机器人运行精度的影响,对关节型机器人的结构设计具有一定的借鉴意义。     

基于多垛型位置算法的码垛系统设计

目前在传统机器人码垛系统中,对于多种垛型的作业需求,需要大量进行示教和程序编写工作。通过对常见的码垛垛型研究,创建了垛型自动生成桌面应用程序,开发了基于多垛型算法的自动码垛系统,并运用ABB工业机器人搭建了集成化的码垛系统。系统由PLC作为主控系统完成码垛流程控制和机器人通信工作,由上位机完成信息管理、设备调度和设备监控等工作。经现场验证,垛型维护方便,系统运行稳定。     

一种经济型码垛机器人的码垛规划算法

为了降低机器人的制造成本,设计了一种4自由度经济型码垛机器人,具有结构简单、机身紧凑的特点,满足轻量化和低成本设计要求。采用几何法建立了码垛机器人的正、逆运动学模型,并且基于工业现场码垛要求建立了码垛机器人与码垛托盘之间的数学模型。同时考虑码垛物体对机器人的常用垛型进行了详细分析,并设计了垛型计算方法和机器人的码垛轨迹。最后进行了码垛机器人实验,仿真及实验结果验证了码垛机器人机构设计及码垛算法的有效性,满足码垛机器人的设计及实际应用要求。     

基于圆弧插补的工业码垛机器人轨迹规划

为实现工业码垛机器人末端执行器的圆弧运动轨迹,提升机器人的运动效率,提出了一种基于圆弧插补算法的机器人轨迹规划算法;给出了码垛机器人本体结构,分析了码垛机器末端执行器运动轨迹。为实现该轨迹,在笛卡尔空间进行圆弧插补,利用圆弧插补算法实现了该轨迹,并进行了仿真分析。仿真结果表明圆弧插补算法运行时间更短,提高了机器人运动效率。     

码垛机器人的轨迹规划与仿真分析

针对码垛机器人在高速运行过程中产生的冲击问题,以优化运行节拍提高效率为目的对码垛机器人的运动轨迹进行规划。利用笛卡尔空间圆弧插补方法对运行轨迹进行优化,并在此基础上利用三次曲线插补对r关节运动轨迹进行了再次修正,基于Matlab建立模型对规划结果进行了仿真。结果表明通过轨迹曲线规划方法使得码垛机器人在运行过程当中满足了减小运行冲击和提高运行效率的要求。     

全自动包装码垛机器人控制系统设计

为了提升包装物品生产效率,降低企业生产成本,在充分分析包装码垛机器人的基本结构和工作流程的基础上,设计了一种基于PLC和触摸屏的包装码垛机控制系统。通过威纶触摸屏实现码垛机器人的控制和实时监控,以横河FAM3 PLC为码垛机器人控制系统核心。并根据包装码垛作业的需要和工作流程,完成了机器人软件编程;实际运行结果表明,该码垛机器人控制系统可靠性高、稳定性强,同时具有很强的可扩展性,便于维护。该控制系统能够满足啤酒码垛作业的实际需要,对于提升产品包装生产效率,降低生产成本具有重要意义。     

基于RobotStudio的码垛机器人智能工作站仿真研究

针对工业机器人在智能化工厂建设中生产线仿真存在的问题,提出了ABB机器人仿真软件RobotStudio在码垛生产线中的实际应用,对输送链Smart组件的添加及属性设置、机器人I/O信号的创建和连接、机器人离线编程等方面进行了研究。利用SolidWorks/Pro-E等三维建模软件对机器人末端吸盘进行了三维实体建模,并导入到RobotStudio,添加了输送链、机器人控制柜等部件,从而完成了整个生产线的空间布局;进行了机器人和输送链之间的工作站逻辑关系连接与设定,建立了两者之间的通讯与连接,完成了码垛机器人工作站的仿真。研究结果表明:一条码垛生产线需要在机器人中配置4组数字型输出输入信号,仿真过程中的机器人程序可以同步到实际的生产过程中;对码垛机器人仿真过程中用到的方法,也可用于对其他用途的工业机器人生产线仿真。     

基于Robotstudio的码垛机器人工作站构建的仿真研究

本文进行了码垛机器人的工作环境分析和参数设计,确定了运动形式和自由度。使用SolidWorks软件构建4自由度物料箱码垛机器人和它的的吸盘三维数字模型,将机器人本体、吸盘的三维模型转化并导入Robotstudio软件进行仿真运行。在Robotstudio软件中构建了码垛机器人工作站仿真的基本流程;然后,构建动态输送链、物料拾起的Smart组件和仿真运行的I/O信号;最后,离线编制机器人堆垛程序,仿真运行,实现其工作站的码垛作业。     

基于PLC与工业机器人的码垛工作站控制系统设计

结合车间的码垛工艺，提高码垛的效率，设计了一种基于PLC与工业机器人的码垛工作站控制系统。该系统以ABB工业机器人和西门子S7-200 smart为控制核心，采用以太网通信，结合威纶通触摸屏技术、变频器技术设计了码垛工业机器人的控制系统，该系统能自动完成物料准备、机器人自动拾取工具、取物料、码垛、送料等功能。系统设计完毕后在某电子设备厂进行码垛测试，原厂两班制8人、24 h连续生产情况下，受限于员工技术，产能存在±8%波动，同时受限于员工身体疲劳状况，码垛出错率为3～5%。测试结果表明，所设计系统的码垛准确率达99%，生产线中实现了自动码垛。实际应用证明，该控制系统投入生产后，效率明显提高，人力成本降低，准确率率提高，在码垛行业具有广阔的应用前景。     

基于PLC的码垛生产线控制程序设计与应用

根据码垛生产线控制系统的工艺和控制要求,设计了一种以西门子PLC和ABB工业机器人为核心的物料码垛工作站,介绍了码垛工作站的相应控制情况,设计了满足控制要求的梯形图程序和工业机器人程序设计,从而实现该工作站的运行,为同类控制的设计提供了技术借鉴以及推广依据。     

码垛机器人3D仿真与离线编程系统

采用.Net技术开发了码垛机器人离线编程控制系统,介绍了该系统的组成和功能以及在实际情况中考虑的关键技术.该系统包括码垛机器人仿真模块,此模块在.Net平台下导入机器人和周边设备模型;离线编程模块生成的工作文件可在仿真平台上虚拟运行,进行虚拟验证.同时可实现在线模式,使系统与实际码垛机器人同步运行,进行实际验证.实验证明,该系统能大幅度提高编程效率,提高系统安全性.