CUBIC FMS工业机器人码垛应用存在的问题

2022-09-02 16:52:39 5

1、码垛抓手问题

码垛机器人能够在不同的作业任务情况下工作,主要取决于机器人法兰盘抓手的设计。

机器人抓手的品质和性能直接影响工业搬运机器人的工作质量和效率。传统搬运机器人抓手由纯机械部件组成,结构复杂、整体笨重、动作速度慢、不具备自动检测、控制位置能力、控制精度低、受工作环境温度和工件重量影响会产生运动不到位等众多问题,影响搬运机器人的正常工作效率,在生产中存在安全隐患,针对不同的物品设计特定的抓手工业机器人才可以作业。但是,面对工业生产制造中,在同一工位上,可能会出现不止一种的产品规格,这种情况下机器人只能特定地抓取,无法满足品种多样化的抓取。由此一来,机器人抓手的选择和设计显得格外重要。针对这种情况,急需设计出一种自适应、多功能的机器人抓手。

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2、自动识别抓取问题

在工业机器人码垛和分拣作业过程中,由于产品种类的多样化,需要根据物品的类别进行分类拾取码垛,将同一条流水线上的物品,搬运到不同的托盘上。其次,物品在传输过程中待抓取位置可能不固定,这就需要机器人能够自主识别物品抓取点的位置。因此,选择化的识别抓取对码垛机器人的应用十分重要。


3、运动路径规划

工业机器人在码垛应用中,单位时间内码垛次数,是衡量工业机器人性能的很重要的一个指标,特别对于高吐量的产线来说,工业机器人的码垛速率,决定了整个产线的产能。影响机器人码垛效率的因素有很多,像伺服电机的性能、负载强度、机器人的机械结构等,特别是机器人将物品码放成不同的垛型,码垛摆放的顺序也是影响码垛效率的关键因素。当码垛顺序固定后机器人运动路径的优化对提高效率有很大帮助,如果是搬运到同一终点,机器人路径选取不同,机器人运动解算结果差异很大,最终速度差也很大。所以,机器人运动路径和码放垛型顺序的设计对机器人工作效率的提升起到关键作用。


工业机器人码垛关键解决技术

1、自适应抓手

为了实际工作需要设计了一种具有自动检测、控制位置能力的工业搬运机器人自动抓手,以解决现有技术存在的控制精度低、工作效率低及存在安全隐患等问题。机器人夹爪自动控制器的中央处理器内预置工作程序,可与工业搬运机器人的主控制器建立通信,当搬运机器人到达拾取工件位置时,依据搬运机器人主控制器的指令开始抓取,抓手夹取过程受负反馈作用,当检测抓手压力变化时,自动调节电机扭矩以达到抓取力度和行程的控制。如此一来,对于不同规格的物品,一种夹爪就可以满足抓取任务,减少了频繁更换夹具的流程,提高了码垛工作的效率。

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2、机器视觉系统

机器人视觉系统包括CCD数字相机、镜头、光源、机器人本体控制系统。CCD数字相机通过交换机与工业计算机连接,电气控制柜接入交换机,相机单元对物品的图片拍摄,数据采集,并通过交换机传输至工业计算机,工业计算机对采集到的备份件物品图片进行图像处理和精准定位后,通过交换机向机器人控制系统发送控制信号。这种技术解决了传统码垛在产品种类多,位置多变的情况下的码垛问题,在分拣码垛作业中提高了工作效率,让码垛机器人更加智能化、人性化。


3、垛型设计和运动路径优化

要想提高机器人工作效率,必须对垛型设计和运动路径合理设计。对运动优化进行深入研究,提出了路径规划和轨迹规划综合优化的方法,来同时优化这两个相互耦合的过程。在路径规划后,采用B样条插值的方法对离散路径进行拟合得到光滑路径,为了得到路径的光滑程度有一个量化的表示,采用模糊控制器来控制路径的修正幅度,进而求得机器人沿该路径运行的最小时间。再结合实际分析了时间最优轨迹规划的特点,采用参数化表示的方法降低动力学模型的维数和动态规划法求取最优时间来控制机器人码垛运动。对于机器人码垛的摆放顺序,根据摆放的方向,层数,每层个数的需要,以由远到近,相邻摆放的原则设计摆放顺序可以缩短路径的总和,已达到提高码放效率的目的。