碼垛的案例
碼垛機器人倍受青睞，三方面發展讓行業變得更好
其中，碼垛機器人作為工業機器人的一個重要分支，以及企業生產線上的關鍵設備之一，正在呈現出廣闊的發展前景。
碼垛機器人優勢明顯
在《上海灘》一類的影視作品中，我們經常會看到這樣的場景，夕陽映照的碼頭上無數勞工在對一船一船的貨物進行卸載、搬運和碼垛，長時間的勞作浸濕了他們的馬褂，壓彎了他們的脊背，縮減了他們的壽命，卻換來堪堪幾文錢。
這是那個年代我國碼垛工人的真實寫照，如今，雖然人們勞動的價值有了明顯提升，但那份辛勞和危險卻依然存在。由此帶來的結果便是，一方面碼垛工人越來越不愿意從事這份工作，另一方面，企業也需要苦苦兼顧生產效率、用人成本、用人安全三者之間的平衡。
直到碼垛機器人的出現，才給工人和企業雙方帶來了解脫。其憑借著在搬運、碼垛、卸垛等方面的強大功能，以及遠超人工的高效率、高質量、高穩定性優勢，在碼垛領域完成了“機器換人”的壯舉。
當然，其優勢遠不止與此！
相比于人工，碼垛機器人的成本更加低廉、運作更加靈活、碼垛更加精準、占地空間更小、能耗更低，甚至能在人工無法參與的有毒、真空等極端環境中進行正常且高效的作業。正是這些顯著的優勢，為其贏得了制造、倉儲、物流、醫藥、煙草、食品等眾多行業企業的青睞。
展開 使用激光跟蹤儀提升碼垛機器人精度
3.校準流程
3.1 模型創建
在RobotMaster軟件中選擇碼垛機器人，建立機器人的理論DH模型（圖4），如果沒有DH模型，也可用常規模式創建桿長模型。
圖4 碼垛機器人DH模型
3.2 數據采集
（1）通過跟蹤儀采集碼垛機器人不同位置的50個點位。
圖5 跟蹤儀測量進行數據采集
（2）數據采集完畢后，進入模型驗證步驟，軟件將測量數據與理論值進行計算得到各點位偏差。根據偏差大小可以輔助判斷使用的DH模型是否正確，也可以根據實際測量情況，選擇去掉個別異常點進行分析校準，如圖6，去掉異常點P6后，驗證偏差整體下降。
圖6 整體計算P6點異常大（左）和去掉P6計算結果正常（右）
3.3 模型校準
根據需要進行校準項勾選進行校準計算，得到校準后的DH模型（圖7左），將補償值修正到機器人控制器，完成對機器人參數的補償，可以看到校準后的最大位置精度提升到到0.5mm左右（7右）。
圖7 DH模型校準（左）和去掉P6計算結果正常（右）
3.4 校準驗證
切換性能檢測模塊，該模塊依據GB/T 12642即ISO 9283標準要求，幫助用戶完成對工業機器人各項性能指標的測試。
創建立方體，進行S1-位姿準確度和重復性項測試，從圖7可以看出，校準后的碼垛機器人位置準確度最大在0.5mm左右，與校準結果相符。
展開 ABB碼垛機器人的13個調試步驟，你都知道嗎？
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調整參數
1.微調紙箱的長寬高
若新進紙箱有些許變化，影響碼垛效果，或紙箱裝箱效果不是很好時，需要進行調整。
1）點擊“ABB”圖標進入主系統界面，點擊“程序數據”
2）點擊“num”，找到“nBoxH”、“nBoxW”、“nBoxH”這三個變量，它們分別對應紙箱的長寬高
3）點擊要修改的變量，輸入數值
4）修改完成后點“確定”、“確定輸入”
2.修改已經碼放的紙箱數量
在機器人出現了故障，整理了紙箱后可能需要此調整
1）點擊“ABB”圖標進入主系統界面，點擊“程序數據”
2）點擊“ncount”，進入數組，組件{1}和{2}分別對應了1工位和2工位已經碼放的數量，點擊對應數值即可修改
3.微調抓取位置
1）點擊“ABB”圖標進入主系統界面，點擊“程序數據”
2）點擊“robtarget”
3）選擇需要修改的工位，“pPick1”、“pPick2”分別對應了1工位和2工位的基礎位置
4）找到x、y、z部分進行修改
4.微調碼垛擺放位置
在設置好每個基準點位置后，在碼放過程中可能還需要進行一些微調。在手動狀態下才可以調整。
1）點擊“ABB”圖標進入主系統界面，點擊“程序編輯器”
2）點擊上方的“模塊”，找到存放碼垛地址的程序模塊，點擊“顯示模塊”，找到需要更改的包數的程序位置
3）選中需要調整的部分，再點擊下方的“編輯”，點擊“ABC…”按鈕進入更改界面
4）在鍵盤上直接輸入，完成后點“確定”。
展開 棉花采摘開啟機械化 食品生產實現“機器換人”
縱觀食品行業，加工、包裝、碼垛、搬運等工序基本實現了“機器換人”，既降低勞動強度，提高了生產效率，又保證產品的品質安全。
包裝：自動化生產線提效保質
眾所周知，食品飲料生產加工需要經過多道工序，其中涉及包裝環節，可以說，產品的包裝是一個費時費力而又對包裝品質要求很高的環節。但是，隨著勞動力成本的提升，以及工廠人員流失嚴重，再加上“招工難”等一系列問題都倒逼企業加快“機器換人”的步伐。
目前，包裝機械在食品飲料加工中扮演著重要的角色，尤其是智能化包裝設備。面對全球化的競爭和中國制造業轉型升級，食品包裝制造行業從批量、規模化生產開始向按市場或客戶要求柔性生產轉變，可以說，這些轉變將推動食品工業信息化和智能化技術的發展及應用。在此情形下，高度自動化的包裝生產線不僅節省了大量的勞動力，提高了生產效率，增強了產品的安全性、準確性，還能滿足柔性化、個性化市場需求。
據了解，有企業推出了無金屬材料(環保型)無菌磚灌裝機，為液態食品包裝無鋁化提供了解決方案，滿足市場需求。與此同時，通過把無菌灌裝機與GL高阻隔薄膜(不含鋁箔)無菌紙罐的相結合，在提高灌裝效率的前提下，使得包裝后的產品即便遭碰撞、擠壓后表面也可恢復，紙罐強度足以保證運輸時紙罐不受損，延長貨架保質期。
碼垛：省時省力 保質保量
隨著食品工業的快速發展以及科技的進步，企業對碼垛的速度、數量、安全等要求越來越高，而傳統的碼垛大多通過人工或者簡便的機器，只能在物料輕便、尺寸和形狀規整、吞吐量小的場合適用，這已遠遠不能滿足規模化、產業化工廠的需求，專業的機器人碼垛機應運而生。
目前，大多數機器人碼垛機可以替代人們在危險、有毒、酷熱、低溫等惡劣環境中工作，幫助人們完成單調、重復、繁重的勞動，既提高了勞動生產率，節約勞力成本，也能夠保證產品質量。
展開 
Visual Components幫助丹麥公司DTI在全球市場保持競爭力
DTI 的高級專家 Martin M?lbach Olsen 最近與一家大型食品盒式包裝機械制造商合作開展了一個項目，該制造商正在尋找使手動碼垛過程自動化的方法。該公司一直在用包裝材料手動碼垛箱子，但隨著產量的增加，他們正在尋找使這一過程自動化的方法以滿足需求。
DTI 使用 Visual Components 創建了公司設施的虛擬布局，并向他們展示了機器人和其他關鍵設備如何使托盤化過程自動化。這使公司能夠直觀地了解制造布局在其特定環境中的工作方式，并了解自動化的好處，不僅可以幫助簡化流程，還可以提供材料以幫助說服公司內部的決策者更直觀的了解自動化方法的可用性。
DTI 使用 Visual Components 為客戶創建的示例布局，以展示自動化的潛力
Visual Component 的電子目錄和 VR 功能提供清晰度
通常，通過模擬，在車間移動機器人比在現實生活中進行調整更容易。3D 模型提供透視圖并幫助制造商做出明智的決定。購買第一臺機器人或設備可能會讓人望而生畏，因此 Visual Components 可以加深理解并幫助客戶繼續進行項目。憑借 DTI 與不同行業的各種客戶合作的經驗，他們經常發現他們的客戶可能不熟悉機器人或移動機器人以及如何在他們的制造過程中使用它們。借助 Visual Components 的 eCatalog，DTI 可以將機器人和其他關鍵設備集成到他們現有的系統和流程中。
他們還使用Visual Components Experience的 VR 功能在工廠車間的虛擬漫游中進行可視化和交流。
DTI 在幫助丹麥公司在全球市場保持競爭力方面的作用
使用 Visual Components 使 DTI 能夠讓他們的客戶更好地了解如何將機器人和其他關鍵設備集成到他們現有的系統和流程中。
展開 多地出臺政策鼓勵“機器換人”加快制造業改造提升
食品工業“機器換人”應用優勢明顯
眾所周知，目前，食品工業不少領域都實現了“機器換人”，比如加工、分選、包裝、碼垛、搬運等。前段時間，國外開發出全新的“軟體機器人”，其在靈活性方面具有極大的優勢，使其能夠輕松完成一些挑戰，為以后在松軟、易碎的糕點、烘培食品的生產加工中應用打下了基礎。
而在包裝、碼垛環節機器人的應用，不僅速度快、效率高，而且對于難度系數較大的包裝和相對危險的工序中更顯得游刃有余，并且還可以搬運較重的物品，大大節約了人力成本，提高企業經濟效益。
推動“機器換人” 加快制造業技術改造提升
毫無疑問，“機器換人”能夠大大改進生產流程，降低勞動強度，使相應工序的生產效率大大提高，推動企業向高質量發展。但是，“機器換人”并不是簡單的一句話，它需要企業加強人才引進，技術的研發等，才能研發出更多的機器人，滿足生產需求。而食品加工企業也要積極技術改造，才能使科技成果更好地轉化生產動能，推動加工業的發展。
據悉，浙江省經信委下發《關于2017年度浙江省工業投資和“機器換人”技術改造考核評價結果的通報》，南湖區榮獲2017年度全省工業有效投資和“機器換人”技術改造工作一等獎。筆者了解到，該區企業積極應用自動化控制、物聯網、云計算、大數據等技術，進行數字化、智能化改造，加速產品升級，加快傳統制造業改造提升。
事實上，在工業互聯網的應用以及“中國制造2025”計劃的影響下，不少企業已經實現了跨越式發展。根據相關研究預測，隨著廣大企業開始“機器換人”，相應的云計算、大數據、機器人等相關技術也將得到快速推廣，屆時企業生產效率將集體提升，也將為食品工業的整體轉型升級奠定基礎。
展開 成形金屬零件的高效線尾碼垛解決方案
該工廠在2019年9月安裝了AP&T 線尾碼垛自動化設備，用以快速高效地處理成形金屬零件。在這短短一年的運轉里，再次驗證了AP&T 設備完全達到了豐田公司所有的期望與要求。
卓有成效的合作：Rémi Delimal (左)，來自法國豐田汽車公司車身部門的項目經理和Peter Karlsson (右)，來自AP&T 的大客戶經理
在2016年歐洲鈑金展（EuroBLECH）上的一次邂逅，豐田公司便對AP&T 產生了興趣。
“當時我們正在為一個項目尋找歐洲合作伙伴，而正是AP&T 先進且機械設計簡潔的產品吸引了我們，因此三年后我們便在工廠里安裝了這套高效的線尾系統。”法國豐田汽車公司車身部門的項目經理Rémi Delimal 說道。
該設備包括一個從現有多工位產線接收零件的穿梭系統和一個帶伺服驅動夾具的快速機械手便于在不同產品之間進行全自動切換。快速機械手從穿梭機上夾拾零件，并將其堆放在全自動托盤系統中。此外，設備交付還包含了與已有產線的集成。壓力機以25沖程/分鐘的速度運行，甚至以23沖程/分鐘的速度進行一沖雙件生產，這樣的生產節拍對設備的要求極高。
創新方案: AP&T開發的生產線線尾解決方案，可以快速高效地碼垛處理多種類型的成形金屬零件
“在這么高速的情況下，單獨移動每個零件都是非常困難的。
展開 碼垛機器人admas仿真 ￥48
機器人動力學仿真
按照運動學仿真的類似步驟為機器人添加材料、運動副和關節驅動，給機器人手腕末端施加50N最大負載，仿真模型如圖5-17。
圖5-17 機器人樣機動力學模型
5.5.1 典型工況下的路徑規劃
如圖5-18為機器人搬運物體的路徑規劃，由于腕轉關節、腕擺關節和手轉關節處于機器人手臂末端，關節所受的扭矩較小，同時為了降低求解難度，因此仿真時只設置了腰部回轉關節、肩關節和肘關節。在1秒內肩關節和肘關節同時旋轉90度，此時達到肩部關節的極限位置，之后腰部回轉關節轉過90度，最后各個關節相繼復位。
圖5-18 典型工況下的路徑規劃
根據機器人作業任務的路徑規劃，各關節的驅動函數為：
J1：STEP( time , 1 , 0 , 1.6 , -90d )+STEP( time , 3.4 , 0 , 4 , 90d )
J2：STEP( time , 0 , 0 , 1 , -90d )+STEP( time , 2 , 0 , 3 , 90d )
J3：STEP( time , 0 , 0 , 1 , 90d )+STEP( time , 2 , 0 , 3 , -90d )
J4：0.0d * time
J5：0.0d * time
J6：0.0d * time
函數的意思為關節1在1到1.6秒逆轉90度，在3.4到4秒正轉90度；關節2在0到1秒逆向轉動90度，在2到3秒正向轉動90度；關節3在0到1秒逆向轉動90度，在2到3秒正向轉動90度；其他關節保持不動。
設置仿真的時間為4000毫秒，仿真的步數為500步，點擊啟動符號啟動仿真。
5.5.2 動力學仿真曲線圖
如圖5-19和5-20，各個曲線變化過程中沒有出現斷點，說明本機器人結構總體的布局合理，機器人在工作過程中各關節能按照運動規劃要求平穩運行
展開 《基于 ABAQUS 的桁架機器人模態分析》
碼垛機器人的動態特性分析[D]. 天津: 天津 大學, 2009.
[7] 王文剛, 王蒙, 周素霞, 等. 基于有限元技術的攪拌摩 擦焊構架模態分析[J]. 機械制造, 2019, 57(02): 5-8.
[8] 廖能解, 馬平, 李健洪, 等. 上下料桁架機器人仿真研 究[J]. 機床與液壓, 2019, 47(21): 9-14+33.
[9] 唐程光, 趙震, 闞洪貴. 基于鋁合金減振器塔的白車 身模態分析與研究[J]. 汽車實用技術, 2022, 47(02): 57-60.
[10] 鄒平, 陳元衛. 某扭力梁模態仿真與模態試驗對標研 究[J]. 裝備制造技術, 2021, (06): 60-63.
作者：朱奕錕 1，余聯慶*1，周嘉誠 2，馮 娜 1
單位：1.武漢紡織大學 機械工程與自動化學院；2.華中科技大學 機械科學與工程學院
來源：武漢紡織大學學報，2022年10月
引文格式：[1]朱奕錕,余聯慶,周嘉誠等.基于ABAQUS的桁架機器人模態分析[J].武漢紡織大學學報,2022,35(05):41-45.
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展開 六軸碼垛機器人admas正逆運動學仿真 ￥48
基座自由度、大臂擺動自由度、小臂擺動自由度、腕部Y軸擺動自由度、腕部Z軸擺動自由度及其腕部末端X軸旋轉自由度
其導入過程為：
（1） 機器人三維模型總體有6個部分。打開機器人的SolidWork三維模型，依次另存為6個“Parasolid(x_t)”類型的文件。
（2） 打開ADAMS/View，將保存好的“Parasolid(x_t)”類型的文件依次導入，如圖5-11所示為“部件”打開，其目的是保證每個部件內的零件都相對固定為一個整體。
導入后的ADAMS模型如圖5-12。
圖5-11 導入ADAMS的部件選擇
圖5-12 導入ADAMS的樣機模型
5.4 機器人運動學仿真
5.4.1 軌跡規劃
軌跡規劃即為求解機器人運動學逆解的過程。將機器人模型導入ADAMS后，首先是為機器人添加材料，本機器人結構為鋁合金。添加轉動副，各個轉動副從基座到手腕末端依次命名為JOINT_1、JOINT_2、JOINT_3、JOINT_4、JOINT_5和JOINT_6，在基座與大地（ground）間添加固定副。仿真模型如圖5-13所示。
在本機器人的手腕末端添加一般點驅動，如圖，定義末端軌跡為一條在XY平面的螺旋線。末端端點三個坐標分量X、Y、Z隨時間變化的函數為：
TraX：disp( time ) = 100*time*cos( PI*time )；
TraY：disp( time ) = 100*time*sin( PI*time )；
TraZ：disp( time ) = 0*time；
RotX：disp( time ) = 0*time；
RotY：disp( time ) = 0*time
展開 世界機器人大會，出現一個大怪物.....
▼CNC加工中心應用自動化上下料機器人
▼正在安靜碼垛的機器人
▼正交錯完成大型車身檢測的機器人
▼裝配機器人：我不賣摩托車，我只是配件的搬運工
來源：機械前沿
如何提高沖壓件加工生產自動化程度?
下面來看一下；
1、沖壓件加工廠家要引進新的自動化加工設備，推廣應用數控沖壓設備、沖壓柔性加工系統，多工位高速自動沖壓機、機器人或機械手送料取件、機械化與自動化的流水線沖壓生產等；
2、單機聯線自動化的應用，單機聯線配置為5~6臺壓力機，配備拆垛、上下料機械手；穿梭翻轉裝備和碼垛裝置，安全性高，沖壓質量好，生產效率高達6~9次/min；
3、沖壓件加工可以使用大型多工位壓力機進行自動化連續沖壓生產。大型多工位壓力機由拆垛機、大型壓力機、工件傳送系統組成，生產效率可達16~25次/min;
4、充分發揮設備的生產能力，設備的壓力、壓料力行程次數，工作臺面積的利用率，以提高生產效率，用增加進出件的自動化或半自動輔助裝置，以提高行程次數的利用率；
展開 虛擬實景仿真技術在自動化連桿鍛造生產線設計中的應用
生產線采用具有總線控制系統的自動化技術，由加熱單元體、鍛造單元體、熱處理單元體、自動碼垛單元等組成，加熱單元體具有加熱、自動上料、自動溫控坯料篩選、爐體快換等功能；鍛造單元體以一臺4000t的熱模鍛壓力機為主，采用步進式送料系統實現工位之間的快速傳遞，通過主機運動系統、物料傳遞系統、上下頂出系統、潤滑系統的同步功能，實現產品多工步鍛造成形。
生產線設計
作為鍛造生產線的初期規劃，國外比較先進的設計思想首先是根據產品進行結構工藝分析和成形仿真分析，確定最佳成形工藝方案，然后根據成形工藝以及市場需求選擇合適的設備，設備選型結束后，開始進行自動化生產線工藝布局設計，然后通過實景仿真對生產線工藝布局進行優化提升，最后確定相關的廠房、物流、倉儲等配套設施。國外的設計理念是自動化技術服務于設備，設備服務于工藝。工藝是整個設計的主線和綱領。國內企業在生產線規劃設計方面與國外有一定的差距，國內一般是先建廠房，再上設備和自動化，最后用產品工藝去適應設備和自動化，這種由于前期方案設計過程中未能充分考慮工藝與設備自動化的匹配性問題，是導致目前國內鍛造自動化實施過程中預期和實際應用有較大落差的主要原因。對于二重集團生產的4000t熱模鍛壓力機自動化生產線的設計，充分考慮了國外先進的設計理念，在設計初期階段，制定的設計方案路線如圖1所示。
產品工藝分析
為了說明虛擬技術的應用特點，在生產線的虛擬開發過程中主要是以商用車、工程機械、農用機械等發動機的連桿鍛件產品為研究對象進行展開的，連桿重量按照不大于5kg，材料采用C70S6等非調質鋼牌號，鍛造溫度在1150～1200℃之間，采用4工位成形工藝，熱處理一般采用余熱控冷工藝。
展開 ABB機器人搬運項目程序，分析這么詳細，看完就會了
當然，工業機器人在各行業中都扮演者不同的角色，機器人可以勝任搬運、碼垛、涂膠、焊接、切割等不同的工作。那今天我們就來聊一聊ABB機器人搬運項目如何編寫程序。
2018年第16屆青島國際金屬加工設備及技術展覽會
◆機器人：焊接機器人、搬運機器人、碼垛機器人、沖床上下料機械手臂等。
◆模具、測量、刀具：折彎機模具、沖孔模具、轉塔模具等；三坐標、測量儀、量具、卡尺、千分尺等；數控刀具。
●企業新技術論壇活動：
論壇主題：協易伺服沖床拉伸與成型的應用
主講單位：協易科技精機（中國）有限公司
演講時間：2018年3月9日13:00-13:40
演講地點：青島國際會展中心3#館論壇區
展會服務熱線：董經理
電話：0532-80977109
微信：13325019835/393490929
郵箱：13325019835@163.com
