演示文稿码垛机器人及其操作应用

码垛机器人及其操作应用ppt课件目前一页\总数七十二页\编于十六点导入案例机器人助力啤酒、饮料产业，实现码垛自动化

随着中国啤酒饮料产业的不断发展以及生产技术装备的不断革新，机器人技术在啤酒、饮料包装码垛中也得到了广泛的应用。同时，机器人技术在医药和消费品领域的应用范围也正逐渐扩大，尤其在这些领域至关重要的包装码垛环节中，机器人已经在真正意义上成为生产商在包装码垛环节的有力武器。目前二页\总数七十二页\编于十六点2、三菱机器人码垛目前三页\总数七十二页\编于十六点码垛码垛，就是把货物按照一定的摆放顺序与层次整齐地堆叠好。目前四页\总数七十二页\编于十六点码垛机是将已装入容器的纸箱，按一定排列码放在托盘、栈板（木质、塑胶）上，进行自动堆码，可堆码多层，然后推出，便于叉车运至仓库储存。目前五页\总数七十二页\编于十六点

码垛机目前六页\总数七十二页\编于十六点桥式码垛机桥式码垛机占用空间大，码垛速度慢，垛型不规整。机械式码垛机（高位码垛机）机械式码垛机占用空间大，通用性差，机构复杂，耗电量高。优点是价格相对机器人码垛价格比较低。目前七页\总数七十二页\编于十六点目前八页\总数七十二页\编于十六点6.1码垛机器人的分类及特点码垛机器人具有作业高效、码垛稳定等优点，解放工人繁重体力劳动，已在所各个行业的包装物流线中发挥强大作用。其主要优点有：处位置————占地面积少，动作范围大，减少厂源浪费。【课能耗低，降低运行成本。堂认知】提高生产效率，解放繁重体力劳动，实现“无人”或“少人”码垛。改善工人劳作条件，摆脱有毒、有害环境。柔性高、适应性强，可实现不同物料码垛。定位准确，稳定性高。目前九页\总数七十二页\编于十六点6.1码垛机器人的分类及特点码垛机器人与搬运机器人在本体结构上没有过多区别，通常可认为码垛机器人本体较搬运机器人大，在实际生产当中码垛机器人多为四轴且多数带有辅助连杆，连杆主要起到增加力矩和平衡的作用，码垛机器人多不能进行横向或纵向移动，目前十页\总数七十二页\编于十六点安装在物流线末端，常见的码垛机器人结构多为关节式码垛机器人、摆臂式码垛机器人和龙门式码垛机器人。关节式码垛机器人龙门式码垛机器人码垛机器人分类目前十一页\总数七十二页\编于十六点摆臂式码垛机器人目前十二页\总数七十二页\编于十六点6.2码垛机器人的系统组成通常码垛机器人主要有操作机、控制系统、码垛系统（气体发生装置、液压发生装置）和安全保护装置组成。36125471—机器人控制柜；2—示教器；3—气体发生装置；4—真空发生装置；5—操作机；6—夹板式手爪；7—底座码垛机器人系统组成目前十三页\总数七十二页\编于十六点关节式码垛机器人常见本体多为4轴，亦有5、6轴码垛机器人，但在实际包装码垛物流线中5、6轴码垛机器人相对较少。码垛主要在物流线末端进行工作，4轴码垛机器人足以满足日常码垛。KUKAKR700PAFANUCM-410iBABBIRB660YASKAWAMPL80四巨头码垛机器人本体目前十四页\总数七十二页\编于十六点机器人码垛生产线自动包装生产线及机器人码垛生产线组成开始系统供电供气分料器粗加料细加料额定值自动供袋取袋夹袋夹带机松开输送单元折边单元封口单元倒包压包单元金属检测机重量复检机喷码打印机机器人自动码垛机不合格不合格剔除1.自动定量包装机2.自动供袋取袋套袋装置3.主输送单元4.自动封口单元5.喷墨打印（打码）单元6.倒包、压包输送单元7.高低输送单元8.金属检测机9.重量复检机10.自动剔除机11.机器人码垛12.电气控制单元高位码垛机器人码垛目前十五页\总数七十二页\编于十六点机器人码垛生产线机器人码垛生产线整体示意图目前十六页\总数七十二页\编于十六点机器人码垛生产线机器人码垛示意图目前十七页\总数七十二页\编于十六点

作为码垛机器人的重要组成部分之一，码垛机械手（也称手爪或抓手）的工作性能，包括高可靠性、结构简单新颖、质量小等参数对码垛机器人的整体工作性能具有非常重要的意义。可根据不同的产品，设计不同类型的机械手爪，使得码垛机器人具有效率高、质量好、适用范围广、成本低等优势，并能很好地完成码垛工作。机械手爪(末端执行器)目前十八页\总数七十二页\编于十六点常见码垛机器人的末端执行器有吸附式、夹板式、抓取式、组合式。吸附式在码垛中吸附式末端执行器主要为气吸附，主要适用于可吸取的码放物；广泛应用于医药、食品、烟酒等行业。目前十九页\总数七十二页\编于十六点机械手爪：真空吸附式机械手爪说明：该类手爪主要用于适合吸盘吸取的码放物，如覆膜包装盒，装啤酒箱，塑料箱，纸箱等。20目前二十页\总数七十二页\编于十六点

夹板式

夹板式手爪是码垛过程中最常用的一类手爪，常见的有

单板式

和双板式，主要用于整箱或规则盒码垛，夹板式手爪加持力度较吸附式手爪大，并且两侧板光滑不会损伤码垛产品外观质量，单板式与双板式的侧板一般都会有可旋转爪钩。目前二十一页\总数七十二页\编于十六点

爪钩b)双板式a)单板式夹板式手爪目前二十二页\总数七十二页\编于十六点机械手爪：夹板式机械手爪单板型机械手爪双板型机械手爪说明：该类手爪主要用于整箱或规则盒装包装物品的码放，可用于各种行业。可以一次码一箱（盒）或多箱（盒）。23目前二十三页\总数七十二页\编于十六点

抓取式抓取式手爪是一种可灵活适应不同形状和内含物的包装袋。抓取式手爪目前二十四页\总数七十二页\编于十六点说明：该类机械手手爪主要用于袋装物的码放，如面粉，饲料，水泥，化肥等等。机械手爪：抓取式机械手爪25目前二十五页\总数七十二页\编于十六点

组合式组合式是通过组合获得各单组手爪优势的一种手爪，灵活性较大，各单组手爪之间既可单独使用又可配合使用，可同时满足多个工位的码垛。吸盘爪钩组合式手爪

目前二十六页\总数七十二页\编于十六点机械手爪：组合式机械手爪吸盘抓钩真空吸取式+抓取式组合机械手爪说明：组合式手爪是前三种手爪的灵活组合，同时满足多个工位码放。27目前二十七页\总数七十二页\编于十六点

搬运码垛机器人主要包括机器人和码垛系统组成。机器人由搬运机器人本体及完成码垛排列控制的控制柜组成。码垛系统中末端执行器主要有吸附式、夹板式、抓取式和组合式等形式。目前二十八页\总数七十二页\编于十六点6.3码垛机器人的作业示教

码垛机器人是在物流生产线末端取代人工或码垛机完成工件的自动码垛功能。主要适应对象为大批量、重复性强或是工作环境具有高温、粉尘等条件恶劣情况。具有定位精确、码垛质量稳定、工作节拍可调、运行平稳可靠、维修方便等特点。目前二十九页\总数七十二页\编于十六点IRB460系列工业机器人四巨头目前三十页\总数七十二页\编于十六点KUKA的KR300PA,KR470PA,KR700PA系列PANUC的M,R系列YASKAWA的MPL系列目前三十一页\总数七十二页\编于十六点TCP确定：对码垛机器人而言，以末端执行器不同而设置在不同位置，就吸附式而言其TCP一般设在法兰中心线与吸盘所在平面交点的连线上并延伸一段距离，距离的长短依据吸附物料高度确定；夹板式和抓取式的TCP一般设在法兰中心线与手爪前端面交点处；而组合式TCP设定点需依据起主要作用的单组手爪确定。目前三十二页\总数七十二页\编于十六点

物料工具中心在法兰中心高度线与吸盘平面的交点的连线上并延伸距离TCP等同于物料高度处吸盘式TCP生产再现吸盘式TCP点及生产再现目前三十三页\总数七十二页\编于十六点工具中心在法兰中心线与手爪前端面的交点处TCP抓取式TCP生产再现抓取式TCP点及生产再现

目前三十四页\总数七十二页\编于十六点以袋料码垛为例，选择关节式（4轴），末端执行器为抓取式，采用在线示教方式为机器人输入码垛作业程序，以A垛Ⅰ码垛为例展开。C程序点8程序点1程序点7A程序点5ⅣⅢⅤⅡ程序点6Ⅰ程序点2程序点4程序点3BⅩⅧⅥⅧⅦ码垛机器人运动轨迹图例目前三十五页\总数七十二页\编于十六点6.3码垛机器人的作业示教程序点说明所处位置程序点说明抓手动作程序点说明抓手动作————【课程序点1机器人原点程序点5码垛中间点抓取堂认知】程序点2码垛临近点程序点6码垛作业点放置程序点3码垛作业点抓取程序点7码垛规避点程序点4码垛中间点抓取程序点8机器人原点目前三十六页\总数七十二页\编于十六点6.3码垛机器人的作业示教所处位登陆程序点8示教前的准备设定码垛条件置————【登陆程序点7新建一个程序运行确认（跟踪）课堂认知】登录程序点1登陆程序点6再现码垛登录程序点2登录程序点5登录程序点3登录程序点4码垛机器人作业示教流程目前三十七页\总数七十二页\编于十六点6.3码垛机器人的作业示教（1）示教前的准备

所处1）确认自己和机器人之间保持安全距离。2）机器人原点确认。位置————（2）新建作业程序点按示教器的相关菜单或按钮，新建一个作业程序，如“Spot_sheet”。【课堂认知】目前三十八页\总数七十二页\编于十六点（3）程序点的登录在示教模式下，手动操作移动关节式码垛机器人轨迹设定程序点1至程序点8（程序点1和程序点8设置在同一点可提高作业效率），此外程序点1至程序点8需处与工件、夹具互不干涉位置。目前三十九页\总数七十二页\编于十六点6.3码垛机器人的作业示教码垛作业示教所处程序点示教方法位置按第3章手动操作机器人要领移动机器人到码垛原点。————程序点1插补方式选择“PTP”。（机器人原点）确认并保存程序点1为码垛机器人原点。【

手动操作码垛机器人到码垛作业临近点，并调整抓手姿态。程序点2课插补方式选择“PTP”。（码垛临近点）堂确认并保存程序点2为码垛机器人作业临近点。认知

手动操作码垛机器人移动到码垛起始点且保持抓手位姿不变。】插补方式选择“直线插补”。程序点3再次确认程序点，保证其为作业起始点。（码垛作业点）若有需要可直接输入码垛作业命令。手动操作码垛机器人到码垛中间点，并适度调整抓手姿态。

插补方式选择“直线插补”。程序点4确认并保存程序点4为码垛机器人作业中间点。（码垛中间点）

手动操作码垛机器人到码垛中间点，并适度调整抓手姿态。

插补方式选择“PTP”。程序点5确认并保存程序点5为码垛机器人作业中间点。（码垛中间点）目前四十页\总数七十二页\编于十六点所码垛作业示教处位置程序点示教方法————

手动操作码垛机器人移动到码垛终止点且调整抓手位姿以适合安放工件。插补方式选择“直线插补”。

程序点6

再次确认程序点，保证其为作业终止点。（码垛作业点）【若有需要可直接输入码垛作业命令。课堂手动操作码垛机器人到码垛作业规避点。认程序点7插补方式选择“直线插补”。

知(码垛规避点)确认并保存程序点7为码垛机器人作业规避点。】手动操作码垛机器人到机器人原点。程序点8插补方式选择“PTP”。(机器人原点)确认并保存程序点8为码垛机器人原点。目前四十一页\总数七十二页\编于十六点（4）设定作业条件设定码垛参数码垛参数设定主要为TCP设定、物料重心设定、托盘坐标系设定、末端执行器姿态设定、物料重量设定、码垛层数设定、计时指令设定等。目前四十二页\总数七十二页\编于十六点（5）检查试运行确认码垛机器人周围安全，作进行跟踪测试作业程序跟踪测试：

1）打开要测试的程序文件。2）移动光标到程序开头位置。3）按住示教器上的有关【跟踪功能键】，实现码垛机器人单步或连续运转。（6）再现码垛1）打开要再现的作业程序，并将光标移动到程序的开始位置，将示教器上的【模式开关】设定到“再现/自动”状态。2）按示教器上【伺服ON按钮】，接通伺服电源。3）按【启动按钮】，码垛机器人开始运行。目前四十三页\总数七十二页\编于十六点码垛机器人编程时运动轨迹上的关键点坐标位置可通过示教或坐标赋值方式进行设定，在实际生产当中若托盘相对较大，采用示教方式找寻关键点；若产品尺寸同托盘码垛尺寸合理，采用坐标赋值方式获取关键点。采用赋值法获取关键点，图中红点为产品的几何中心点，即所需找到托盘上表面这些几何点垂直投影点所在位置。目前四十四页\总数七十二页\编于十六点

ⅣⅢⅤⅡⅠZYX25003000码垛产品目前四十五页\总数七十二页\编于十六点实际移动码垛机器人寻找关键点时，需用到校准针。校准针校准针

目前四十六页\总数七十二页\编于十六点第一层码垛示教完毕，第二层只需在第一层基础上Z方向加上相应产品高度即可，示教方式如同第一层，第三层可调用第一层程序并在第二层基础上加上产品高度，以此类推。目前四十七页\总数七十二页\编于十六点码垛控制指令相关程序知识继续程序编写目前四十八页\总数七十二页\编于十六点码垛控制指令的应用知识链接目前四十九页\总数七十二页\编于十六点6.4码垛机器人的周边设备

与工位布局6.4.1周边设备常见的码垛机器人辅助装置有金属检测机、重量复检机、自动剔除机、倒袋机、整形机、待码输送机、传送带、码垛系统装置等。目前五十页\总数七十二页\编于十六点

金属检测机。金属检测机防止在生产制造过程中混入金属等异物，需要金属检测机进行

重量复检机

在自动化码垛流水作业中起到重要作用，可以检测出前工序是否漏装、装多，以及对合格品、欠重品、超重品进行统计，进而到达产品质量控制。金属检测机重量复检机目前五十一页\总数七十二页\编于十六点所处

自动剔除机

自动剔除机是安装在金属检测机和重量复检机之后，主要用于剔除含金属异物及重量不合格等产品。位置————【课堂认知】自动剔除机

目前五十二页\总数七十二页\编于十六点倒袋机

倒袋机是将输送过来的袋装码垛物按照预定程序进行输送。倒袋、转位等操作，以按流程进入后续工序。目前五十三页\总数七十二页\编于十六点所整形机主要针对袋装码垛物，经整形机整形后袋装码垛物内可能存在的积聚物会均匀分散，之后进入后续工序。处位置————【课堂认知】整形机

目前五十四页\总数七十二页\编于十六点待码输送机待码输送机是码垛机器人生产线的专用输送设备，码垛货物聚集于此，便于码垛机器人末端执行器抓取，可提高码垛机器人灵活性。待码输送机目前五十五页\总数七十二页\编于十六点生产线对接：待码输送机待码输送机待码输送机，与机械手爪配套，方便抓取。56目前五十六页\总数七十二页\编于十六点所传送带传送带是自动化码垛生产线上必不可少的一个环节，其针对不同的厂源条件可选择不同的形式。处位置————【课堂认知】组合式传送带转弯式传送带目前五十七页\总数七十二页\编于十六点6.4.2工位布局码垛机器人工作站布局是以提高生产、节约场地、实现最佳物流码垛为目的，实际生产中，常见的码垛工作站布局主要有全面式码垛和集中式码垛两种。目前五十八页\总数七十二页\编于十六点

全面式码垛码垛机器人安装在生产线末端，可针对一条或两条生产线，具有较小的输送线成本与占地面积，较大灵活性和增加生产量等优点。全面式码垛目前五十九页\总数七十二页\编于十六点集中式码垛

码垛机器人被集中安装在某一区域，可将所有生产线集中在一起，具有较高的输送线成本，节省生产区域资源，节约人员维护，一人便可全部操纵。集中式码垛目前六十页\总数七十二页\编于十六点按码垛进出情况常见规划有一进一出、一进两出、两进两出和四进四出等形式。

一进一出一进一出常出现在厂源相对较小、码垛线生产比较繁忙的情况，此类型码垛速度较快，托盘分布在机器人左侧或右侧，缺点是需人工换托盘，浪费时间。

一进一出目前六十一页\总数七十二页\编于十六点一进两出在一进一出的基础上添加输出托盘，一侧满盘信号输入，机器人不会停止等待直接码垛另一侧，码垛效率明显提高。一进两出目前六十二页\总数七十二页\编于十六点两进两出两进两出是两条输送链输入，两条码垛输出，多数两进两出系统不会需要人工干预，码垛机器人自动定位摆放托盘，是目前应用最多的一种码垛形式，也是性价比最高的一种规划形式。

两进两出目前六十三页\总数七十二页\编于十六点

四进四出四进四出系统多配有自动更换托盘功能，主要应对于多条生产线的中等产量或低等产量的码垛。四进四出

目前六十四页\总数七十二页\编于十六点码垛机器人技术新发展所

操作机瑞典ABB公司推出全球最快码垛机器人

IRB-460，操作节拍可到达每小时2190次，运行速度比常规机器人提升15%，作业覆盖范围达到2.4米，占地面积比一般码垛机器人节省20%。德国KUKA公司堆垛机器人KR180-2PAArctic，可在-30°条件下以180kg全负荷进行工作，且无防护罩和额外加热装置，创造了码垛在寒冷条件下的极限。处

位置

————【扩展与提高】目前六十五页\总数七十二页\编于十六点ABBIRB-460KR180-2PAARCTIC目前六十六页\总数七十二页\编于十六点码垛机器人技术新发展控制器

ABB公司新出品的

IRC5控制器，不仅继承了前几代控制器在运动控制、柔性、通用性、安全性、可靠性的优势，且在模块化、用户界面、多机器人控制等方面取得全新性突破。KUKA公司出品的KRC4控制器具有高效、安全、灵活和智能化等优点，将安全控制、机器人控制、运动控制、逻辑控制及工艺控制集中在一个开放高效数据标准构架中，具有高性能、可升级和灵活性等特点。所处位置

————【扩展与提高】目前六十七页\总数七十二页\编于十六点ABBIRC5KUKAKRC4目前六十八页\总数七十二页\编于十六点本章小结所码垛机器人四轴占据多数，通过这些可进行编写控制的处位轴将码垛末端执行器准确移动到预定空间位置，实现物件的置————抓取和放置动作，按结构形式分，码垛机器人可分为龙门式、摆臂式和关节式等。【本码垛机器人作业编程简单，运动轨迹、作业条件、作业章小顺序依旧为重点。特别注意，码垛之前要输入相应物料指标结】参数（如重量），避免码垛机器人频繁重量报警。码垛机器人控制点（TCP）可依据实际条件进行设置，吸附式手爪的TCP多设在法兰中心线与吸盘所在平面交点的连线上并延伸一段距离，距离的长短依据吸附物料高度确定；夹板式和抓取式手爪的TCP一般设在法兰中心线与手爪前端面交点处，以保证示教时TCP点始终在托盘的上表面，利于码垛程序的编制。目前六十九页\总数七十二页\编于十六点思考练习1、填空所处（1）从结构形式上看，码垛机器人可分为__________、__________和关节位置式码垛机器人。————（2）码垛机器人常见的末端执行器分________、_______、______和__________。【（3）码垛机器人工作站按进出物料方式可分为_________、_________、思考__________和四进四出等形式。练习2、选择】（1）在实际生产当中常见的码垛机器人工作站工位布局是（）。①全面式码垛②集中式码垛③一进一出式码垛④两进两出式码垛⑤一进