在很多產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，用機器人來完成一些生產(chǎn)工序，不僅能提高生產(chǎn)效率，降低成本，更能提高產(chǎn)品質(zhì)量。例如在ESTEE LAUDER公司的唇膏生產(chǎn)過程中，要把唇膏和外殼從拖盤中取出，再把唇膏整潔準(zhǔn)確地裝入殼內(nèi)，并蓋好蓋及擰緊，最后把成品唇膏放入另一拖盤中。還有在許多手機生產(chǎn)過程中，在一個托盤上整齊地放置一些裝有手機外殼、印刷電路板、用塑料袋包裝好的顯示部件。機器手爪把它們一個一個地抓取到傳送帶上，以便進(jìn)行下一步處理，并在最后把已經(jīng)空的托盤搬到空托盤摞上。這類碼垛機器人被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、包裝、儀表裝配、繼電器生產(chǎn)等眾多行業(yè)，因其結(jié)構(gòu)和工作原理非常類似，而且都以直角坐標(biāo)機器人為基礎(chǔ)，所以本文先簡介直角坐標(biāo)機器人，再介紹標(biāo)準(zhǔn)碼垛機器人及一應(yīng)用案例。 一，直角坐標(biāo)機器人 直角坐標(biāo)機器人主要由幾個直線運動軸組成，通常分別對應(yīng)直角坐標(biāo)系中的X軸，Y軸和Z軸。在絕大多數(shù)情況下直角坐標(biāo)機器人的各個直線運動軸間的夾角為直角，通常X軸和Y軸是水平面內(nèi)運動軸，Z軸是上下運動軸。直角坐標(biāo)機器人的核心部件是直線運動軸，它是由精制鋁型材、齒形帶、直線運動導(dǎo)軌和伺服電機等組成。單根運動軸標(biāo)準(zhǔn)最大行程為5600mm，負(fù)載1～200公斤，定位精度0.05mm，最高運動速度8米/秒。按照具體應(yīng)用對定位精度，有效行程，運行速度和負(fù)載大小，運動方式等來選擇相應(yīng)的導(dǎo)軌，并組合成相應(yīng)形式的多維機器人來完成特定的任務(wù)。按其結(jié)構(gòu)形式有30多種二維和三維機器人，還可以在Z軸上加上一個或兩個旋轉(zhuǎn)軸，構(gòu)成四維和五維機器人。 多臺直角坐標(biāo)機器人按特定的組合構(gòu)成，同步完成特定的任務(wù)。碼垛機器人是最常見的組合，針對不同的應(yīng)用形成多種標(biāo)準(zhǔn)形式的碼垛機器人。 二 碼垛機器人結(jié)構(gòu) 德國百格拉公司在20年的應(yīng)用中形成了一些標(biāo)準(zhǔn)化系列碼垛機器人。 這類碼垛機器人主要用于在自動化生產(chǎn)過程中執(zhí)行大批量工件的搬運，加工處理及轉(zhuǎn)移等任務(wù)。每個碼垛機器人有兩摞或三摞托盤，每摞托盤的數(shù)量和尺寸隨應(yīng)用而定。下面以WMS型機器人為例來加于分析和介紹。 圖1中，A摞托盤中最上層的那個托盤被抬起并移動到水平位置，此時托盤及部件的裝載或卸載位置可以通過自由編程來實現(xiàn)，一個托盤里的工件處理后被放回原處，當(dāng)然也可以放到另一位置。下面描述其原理性工作過程，首先用傳送帶或手推車把一摞托盤送到A位置，A摞托盤存放要處理的工件。通過工裝使A摞托盤精確定位，手爪（Gripper）在導(dǎo)軌Y軸的帶動下下降到最上面拖盤位置，手爪合抓緊拖盤，然后升高到固定高度后停止。此時由另外一臺2維XZ軸機器人對托盤里的工件進(jìn)行處理。 通常是取出工件到另一個工作位置上進(jìn)一步處理，處理完畢后再放回拖盤里原來的位置。 待整個拖盤里的工件全處理完后，這時導(dǎo)軌X軸移動，將處理完的托盤送到B摞托盤位置，下降后放開B摞托盤最上面，然后原路返回，去抓取A摞托盤下一個待處理的托盤。從第一個托盤被處理完畢，然后送到B處，返回，再到A處抓取第二個待處理的托盤，上升到對其可以進(jìn)行處理的位置，這個過程就是拖盤交換過程，用時要小于10秒。整個過程可以對導(dǎo)軌X軸、Y軸的運行速度、加速度進(jìn)行設(shè)置，降低導(dǎo)軌X軸、Y軸的運行時間，以提高效率，同時還可沿導(dǎo)軌X方向安裝傳輸帶，組成流水線模式，從而大大提高生產(chǎn)效率。為圖1配套的二維機器人由一個X軸和一個Z軸組成，簡稱XZ機器人。在XZ機器人工作中，碼垛機器人的X軸要配合其工作。XZ機器人僅可以抓取一排或幾排工件，每抓完一排或幾排工件，碼垛機器人的X軸就要移動，使XZ機器人僅可以抓取另一排或另幾排工件。如此重復(fù)到抓取完整個拖盤的工件。 技術(shù)規(guī)格： 技術(shù)規(guī)格/型號 WMS 400 WMS 600 WMS 800 托盤交換時間 s 10 10 10 托盤負(fù)載總重量 Kg Max.5 Max.20 20-30可選擇 托盤最大尺寸 mm 300×400 400×600 600×800 定位精度 mm ±0.1 ±0.1 ±0.1 總重量 Kg 大約250 大約300 大約350 尺寸（W×D×H）mm 1120×900×1700 1320×1000×1700 1720×1200×1700 電控箱尺寸 mm 600×500×1600 600×500×1600 600×500×1600 提供電壓 V 400V/50Hz/3ph 400V/50Hz/3ph 400V/50Hz/3ph 供應(yīng)氣壓 bar 5-6 5-6 5-6 控制系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng) 工控機/伺服電機 工控機/伺服電機 工控機/伺服電機 這是WMS標(biāo)準(zhǔn)碼垛機器人的結(jié)構(gòu)技術(shù)數(shù)據(jù)，也可以按需定做不同形狀和尺寸的托盤，托盤也可以被旋轉(zhuǎn)?？梢詳U展成多種碼垛機器人來實現(xiàn)自動裝載和卸載功能。托盤可以通過傳送帶運送也可以是通過推車來送入碼垛機器人內(nèi)和從中取出。X軸行程，Y軸行程和手爪尺寸及抓取能力都可以按需來設(shè)計。由于控制系統(tǒng)是IPC，可以方便來改動控制程序，來改變運行速度和行程等來適用新產(chǎn)品。 結(jié)束語 通過以上對碼垛機器人的結(jié)構(gòu)和工作過程的介紹使大家能夠初步了解這類機器人的應(yīng)用。由直角坐標(biāo)機器人組成的碼垛機器人非常適合這類應(yīng)用，它不僅比其它的機器人成本低很多，而且效率更高，必將被在更多的行業(yè)被更廣泛的應(yīng)用。