《工业机器人基础及应用编程技术》课件-第9章-码垛机器人

第9章码垛机器人编程及解析教学目标《工业机器人基础及应用编程技术》1.理解码垛机器人的分类和系统组成2.掌握码垛机器人运动轨迹及流程设计3.掌握码垛机器人的程序和分析目录页PAGEOFCONTENT9.1码垛机器人基础9.2码垛机器人系统组成9.3码垛机器人工具坐标系9.4码垛机器人运动轨迹及流程设计9.5码垛机器人程序及分析9.6本章小结9.7思考与练习机器人码垛功能介绍(Introduce)9.1.1

码垛堆积:只要对几个具有代表性的点进行示教，即可从下层到上层按照顺序堆上工件的一种功能。图9‑1码垛堆积示意图1）通过对堆上点的代表点进行示教，即可简单创建堆上式样。2）通过对路经点（接近点、逃点）进行示教，即可创建线路点。3）通过设定多个线路点，即可进行多种式样的码垛堆积。8.2码垛堆积的结构码垛堆积由以下2种式样构成，如图9-2。

1）码垛式样：确定工件的堆上方法。

2）线路点：确定堆上工件时的路经。9.1.2图9‑2码垛堆积的结构码垛堆积的种类码垛堆积根据此堆上式样和线路点的设定方法差异，具有4种类型： 码垛堆积B和码垛堆积BX

码垛堆积E和码垛堆积EX9.1.3

码垛堆积B：对应所有工件的姿势一定、堆上时的底面形状为直线、或者平行四边形的情形，如图9‑3所示。图9‑3码垛堆积B码垛堆积的种类码垛堆积E：码垛堆积Ｅ，对应更为复杂的堆上式样的情形（如希望改变工件的姿势的情形、堆上时的底面形状不是平行四边形的情形等）。如图9-4所示。9.1.3图9‑4码垛堆积E码垛堆积的种类码垛堆积BX、EX：码垛堆积B、E只能设定一个线路点，码垛堆积BX、EX可以设定多个线路点，如图9-5，BX、EX类型可以用于更为复杂的码垛需求，因此应用更为广泛。9.1.3图9‑5码垛堆积BX、EX机器人码垛指令机器人码垛指令主要包括三部分：码垛堆积指令、码垛堆积动作指令和码垛堆积结束指令。指令的主要功能如下表。9.1.4指令说明码垛堆积指令基于堆上式样、线路点和码垛寄存器的值，计算当前的路经，并改写码垛堆积动作指令的位置数据。码垛堆积动作指令这是具有接近点、堆上点和逃点位置数据的码垛堆积专用的动作指令。码垛堆积结束指令使得码垛寄存器的值增减。机器人码垛指令码垛堆积指令：基于码垛寄存器的值，根据堆上式样计算当前的堆上点位置，并根据线路点计算当前的路经，改写码垛动作指令的位置数据。其格式如图9‑69.1.4图

9‑6

码垛堆积指令的格式机器人码垛指令码垛堆积动作指令：是以使用具有接近点、堆上点、逃点的路经点作为位置数据的动作指令，是码垛堆积专用的动作指令。该位置数据通过码垛堆积指令每次都被改写。其指令格式如图9-7。9.1.4图9‑7码垛堆积动作指令的格式码垛堆积结束指令:计算下一个堆上点，改写码垛寄存器的值。格式如图9-8图

9‑8

码垛堆积结束指令的格式机器人码垛指令码垛堆积号码：该号码在示教完码垛堆积的数据后，随同指令（码垛堆积指令、码垛堆积动作指令、码垛堆积结束指令）一起被自动写入。此外，在对新的码垛堆积进行示教时，码垛堆积号码将被自动更新。寄存器指令：码垛寄存器指令，用于码垛堆积的控制。进行堆上点的指定、比较、分支等。如图9-9所示。9.1.4图

9‑9

码垛寄存器指令机器人码垛指令9.1.4指令实例码垛指令样式码垛号码目标PALLETIZING-B_3码垛堆积指令B3JPAL_3[A_2]50%CNT50码垛动作指令3目标为接近点A_2LPAL_3［A_1］100mm/secCNT10码垛动作指令3目标接近点为A_1LPAL_3［BTM］50mm/secFINE码垛动作指令3目标为堆叠点HAND1OPEN打开手抓，放置物料

LPAL_3［R_1］100mm/secCNT10码垛动作指令3目标为堆叠点JPAL_3［R_2］100mm/secCNT50码垛动作指令3目标为回退点R_2PALLETIZING-END_33号码垛结束9.2码垛机器人系统组成组成：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，如图9‑10。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。1—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—抓取式手爪7—底座图

9‑10

码垛机器人组成机器人控制柜示教器气体发生装置真空发生装置操作机抓取式手抓底座9.2码垛机器人系统组成码垛机器人系统组成9.2.1末端执行器：夹持物品移动的一种装置，其原理结构与搬运机器人类似。常见形式：吸附式、夹板式、抓取式、组合式。夹板式手爪：夹板式手爪是码垛过程中最常用的一类手爪，常见的夹板式手爪有单板式和双板式，如图9‑11。手爪主要用于整箱或规则盒码垛。吸附式手爪：在码垛中，吸附式末端执行器主要为气吸附。广泛应用于医药、食品、烟酒等行业。图9‑11夹板式手抓码垛机器人系统组成9.2.1组合式手爪：是通过组合以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，如图9‑13所示。抓取式手爪：可灵活适应不同形状和内含物（如大米、沙砾、塑料、水泥、化肥等）物料袋的码垛，如图9‑12。图9‑12抓取式手抓图9‑13组合式手抓9.3码垛机器人工具坐标系TCP确定：吸附式而言其TCP,一般设在法兰盘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；组合式TCP设定点需依据起主要作用的单组手爪确定，见图9-14。引言

对码垛机器人而言，因末端执行器不同而TCP设置在不同位置9.3码垛机器人工具坐标系(TCP确定)图

9‑14

码垛机器人TCP位置9.4码垛机器人运动轨迹及流程设计9.4码垛机器人运动轨迹及流程设计（2）输入初期资料

在码垛堆积初期资料输入画面，设定进行什么样的码垛堆积。这里设定的数据，将在后面的示教画面上使用。初期资料输入画面，根据码垛堆积的种类有4类显示。其构成如下图所示。（1）选择码垛堆积指令

码垛堆积指令的选择，选择希望进行示教的码垛堆积种类（码垛堆积B\BX\E\EX）。9.4码垛机器人运动轨迹及流程设计9.4码垛机器人运动轨迹及流程设计

如图9‑17、图9‑18所示动作循环，在输送带P3处进行工件抓取，在托盘上进行码垛。

图

9‑17

码垛动作循环图9.4码垛机器人运动轨迹及流程设计图9‑18码垛编程思路9.5码垛机器人程序及分析JPR[1]100%FINE移动至待命位置P1LBL[1]标签1JPR[2]100%FINE移动至待命位置P2WAITRI[12]=ON等待抓料位有料LPR[3]100mm/secFINE移动至抓料位P3WAIT1.00(sec)等待1SRO[11]=ON抓手闭合阀ONWAITRI[11]=ON等待抓手闭合开关ONRO[11]=OFF抓手闭合阀OFFPALLETIZING-B_1JPAL_1[A_1]80%FINE移动至趋近点：LPAL_1[BTM]100mm/secFINE移动至堆叠点9.5码垛机器人程序及分析RO[10]=ON抓手张开阀ONWAITRI[10]=ON等待抓手张开开关ONRO[10]=OFF抓手张开阀OFFLPAL_1[R_1]100mm/secFINE移动至回退点PALLETIZING-END_1移动至抓料位P3JUMPLBL[1]跳转到标签19.5码垛机器人程序及分析*注意事项:要提高码垛的动作精度，需要正确进行TCP的设定。

码垛寄存器，应避免同时使用相同编号的其他码垛。

码垛功能，在三个指令也即码垛指令、码垛动作指令、码垛结束指令存在于一个程序而发挥作用。即使只将一个指令复制到子程序中进行示教，该功能也不会正常工作，应予注意。

码垛编号，在示教完码垛的数据后，随同码垛指令、码垛动作指令、

码垛结束指令一起被自动写入。不需要在意是否在别的程序中重复使用着码垛编号（每个程序都具有该码垛编号的数据）。

在码垛动作指令中，不可在动作类型中设定“C”（圆弧运动）。9.6本章小结（Summary）

本章重点介绍FANUC机器人的码垛指令，并通过编制机器人程序实现机器人的自动码垛。码垛功能应用很广，码垛形式变化较多，建议通过实际操作反复练习各种码垛指令类型。9.7思考与练习填空题常见的码垛机器人结构多为

、

和

。码垛机器人的末端执行器是夹持物品移动的一种装置，其原理结构与搬运机器人类似，常见形式有

、

、

和组合式。实际生产中，常见的码垛工作站布局主要有

和

两种。关节式码垛机器人常见本体多为

轴，亦有五、六轴码垛机器人。9.7思考与练习二、判断题（1）组合式末端执行器的TCP一般设在兰中心线与手前端面交点处。（）（2）通常在保证相同夹紧力情况下，气动比液压负载轻、卫生、成低、易获取，故实际码垛中以压缩空气为驱动力的居多。（）（3）摆臂式码垛机器人可实现大物料、重吨位搬运和码垛。（）9.7思考与练习三、简答题（1）如何对码垛机器人进行I/O设置？（2）试述码垛机器人系统的组成与功能？（3）简述码垛机器人示教再现流程。（4）查阅资料分析码垛机器人和