機械臂碼垛演算法

A. 碼垛機器人原理結構應用

碼垛機器人的組成裝置有：

1.主動控制系統：有智能PLC及觸摸屏，作為系統的中樞，用於協調各個子系統間有序工作，並查看系統設備的運行狀態以及報警信息。
2.擋板裝置：檢測到物料到達抓取的數量值，阻隔後面的物料繼續輸送。
3.定位裝置：將傳送帶運送過來的物料進行定位，便於機器人抓取。
4.碼垛機器人：完成物料的抓取及碼垛任務
5.托盤自動升降輸送裝置：批量托盤擺放，使其自動送到指定位置。
6.安全圍欄：用於隔離機器人工作區域，保護人身安全。
應用工作流程：
碼垛機機器人的運動機構，使手部完成各種轉動（擺動）、移動或復合運動來實現規定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機 械手設計的關 鍵參數。自由度越多，碼垛機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越復雜。一般碼垛機械手有2～3個自由度。控制系統是通過對碼垛機械人每個自由度的電機的控制，來完成特定動作。
機器人碼垛機可以集成在任何生產線中，為生產現場提供智能化、機器人化、網路化，可以實現啤酒、飲料和食品行業多種多樣作業的碼垛物流，廣泛應用於紙箱、塑料箱、瓶類、袋類、桶裝、膜包產品及灌裝產品等。配套於三合一灌裝線等，對各類瓶罐箱包進行碼垛。碼垛機自動運行分為自動進箱、轉箱、分排、成堆、移堆、提堆、進托、下堆、出垛等步驟。

B. 碼垛機器人的工作原理是什麼

碼垛機器人的工作原理是：
平板上工件符合棧板要求的一層工件，平板及工件向前移動直至棧板垂直面。上方擋料桿下降，另三方定位擋桿起動夾緊，此時平板復位。各工件下降到棧板平面，棧板平面與平板底面相距10mm，棧板下降一個工件高度。往復上述直到棧板堆碼達到設定要求。碼垛機器人配備有特殊定製設計的多功能抓取器，不管包裝箱尺寸或重量如何，機器人都可以使用真空吸盤牢固地夾持和傳送包裝箱。

C. 工業機器人的碼垛編程方法

工業機器人的碼垛編程：

1）什麼是碼垛？

有規律的移動機器人進行抓取及放置

2）如何簡便碼垛程序

設置好工件坐標系，工具，對第一個碼垛放置點進行示教，xyz方向的間距和個數可設

3）如何創建碼垛編程

用示教器編寫程序，程序如下：

1：J PR[1] 100% FINE ；移動至待命位置 P1

2：LBL[1] ；標簽 1

3：J PR[2] 100% FINE ；移動至待命位置 P2

4：WAIT RI[12]=ON ；等待抓料位有料

5：L PR[3] 100mm/sec FINE ;移動至抓料位 P3

6：WAIT 1.00(sec) ；等待 1S

7：RO[11]=ON ；抓手閉合閥 ON

8：WAIT RI[11]=ON ；等待抓手閉合開關 ON

9：RO[11]=OFF ；抓手閉合閥 OFF

10：PALLETIZING-B_1

11：J PAL_1[A_1] 80% FINE ；移動至趨近點

12：L PAL_1[BTM] 100mm/sec FINE ;移動至堆疊點

13：RO[10]=ON ；抓手張開閥 ON

14：WAIT RI[10]=ON ；等待抓手張開開關 ON

15：RO[10]=OFF ；抓手張開閥 OFF

16：L PAL_1[R_1] 100mm/sec FINE ;移動至回退點

17：PALLETIZING-END_1

18：JUMP LBL[1] ；跳轉至標簽 1

4） 注意事項

（1） 要提高碼垛的動作精度，需要正確進行 TCP 的設定。

（2） 碼垛寄存器，應避免同時使用相同編號的其他碼垛。

（3） 碼垛功能，在三個指令也即碼垛指令、碼垛動作指令、碼垛結束指令 存在於一個程序而發揮作用。即使只將一個指令復制到子程序中進行示教，該功能也不會正常工作，應注意。（4） 碼垛編號，在示教完碼垛的數據後，隨同碼垛指令、碼垛動作指令、 碼垛結束指令一起被自動寫入。不需要在意是否在別的程序中重復使 用著碼垛編號（每個程序都具有該碼垛編號的數據）。

（5） 在碼垛動作指令中，不可在動作類型中設定「C」（圓弧運動）

D. 匯川四軸機器人完成編寫程序實現物料碼垛的實驗步驟

通過程序計算，比如第一層，設為1，高度為10mm,那麼第二層就設為2，高度為20mm，由此下去，每增加一層，高度相應增加，機器人平行向上移動，當達到設定的高度（層數）時，機器人給出信號，把碼垛移開，然後再移來空的碼垛同時清零重新碼垛。

E. 發那科六軸機械手碼垛實例筆記

                    發那科六軸機械手碼垛實例筆記

這次碼垛的目標是一個6*3*1的測試工裝板，利用一體式兩段氣缸，配合擰緊工具，對每個工位進行擰緊

如下圖，剛開始程序肯定進行復位，等待位

檢測原位感測器，然後置位一級氣缸，使吸釘管到吸釘位，打開吸真空閥，檢測壓力感測器是否滿足，如果有就保持，下一步到碼垛程序

如下圖，按F1指令，添加碼垛指令，有4種類型

PALLETIZING B_i  --對應所有工件的姿勢一定，堆上時的底面（最底下的面）形狀為直線（工件都在xyz一直線上），或底面為平行四邊形的情形，堆積模式簡單，路徑模式一種

註解：路徑模式指的是碼垛時的接入點以及逃點的路徑，設定時一般設定一個點，系統會自動計算其他點位的接入點及逃點，僅針對一種路徑的情況

PALLETIZING BX_i -- B_i的升級版，都是針對堆積模式簡單的碼垛，但是這種提供多種路徑模式多種

PALLETIZING E_i -- 堆積模式較為復雜，路徑模式一種，工位沒有在XYZ的一條直線上，當然也能兼容B的碼垛功能，也能使用在堆積模式簡單的情況

PALLETIZING EX_i--針對E_i的升級版，當需要多種路徑模式，並且堆料模式復雜的情況

3.1 如下圖，這里設置的是PALETIZING_1[B]_1(1代表的是碼垛堆積編號（碼垛寄存器），可以設置1-16個碼垛模型)，具體設置屬性如下：

類型：碼垛和拆垛，堆上堆下

INCR：每隔幾個堆，是一個一個依次堆，還是隔幾個堆

碼垛寄存器：不能設置相同的寄存器

順序：按照先行再列再層，還是其他順序，RCL代錶行列層的順序

行：每行有幾個工位點

列：每列有幾個工位點

層：一共有幾層

輔助位置：一般針對底面為梯形的情況，這時要多定位一點，梯形的話只能用E,EX指令

接近點數量，RTRT（逃點數量）

設置好後，按F5完成

出現如下畫面就是設置底部，因為設置的是一層的底面為長方形，所有測長方形測4個角的點，如果是多層的，要測一個角的點，然後基於這個點，y向Z向x向的3個點，如果是梯形要加個輔助位置點位,下圖中1#點P[1,1,1]代表XYZ的第一個原點，2#點[6,1,1]代表X行數的第六個（因為行是設置的6,6就是X最邊上一個點），Y列數的第一列，Z層數的第一層，3#點就代表第一行第三列第一層的一點

5. 當設置好底部後，接下來就要設置碼垛路徑，如下圖，這是唯一路徑的設置畫面，因為比較簡單，只要設置3個點，A_1為接入點，BTM為堆上點（堆上點就是在工位點的上方而底部點則在工位內側，比如擰緊，底部點應該在螺紋孔上方平面之下，而堆上點應該在平面之上），R_1為逃點，這里比較簡單，逃點跟堆上點可以設置成1個坐標，路徑設置好後，碼垛指令就設置好了，接下來看看實際應用

5.1 針對多式樣路徑的，會有如下的式樣設置

式樣1：是直接指定式樣，針對的是第一列，第二層的點位用式樣1的方式

式樣2：是直接指定式樣，針對是第二層所有XY向點位，用式樣2的方式

式樣3：是余數指定式樣，針對當前列數除以3餘數為2的列（如0*3+2=2,1*3+2=5,2*3+2=8），當前層數除以4餘數為1的層數(如0*4+1=1,5,9)，用式樣3的方式

式樣4：是余數指定模式，針對當前層數除以4餘數為1的層（如1,5,9），針對這些層數所有XY向工位

式樣5：同式樣4，他針對的是（1,3,5層）

式樣6：是任意路徑

優先順序：指定優先》余數指定（M值大的優先）

6. 如下圖，當程序進入122標簽，開始碼垛程序，先進入A_1的接入點，然後到BTM堆上點，擰緊氣缸和工具置位，等待500ms和擰緊完成信號，復位氣缸和工具，等待原位感測器信號，然後移動到R_1的逃點，IF PL[1]=[6,3,1],JMP LBL[99]這句話一定要放到END_1之前，不然程序會默認加1，到下一個點，這里來判斷是否是最後一點，如果是就復位PL[1]=[1,1,1]初始化為1#點

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