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工业机器人码垛模式分析和编程实现

一、系统默认的码垛功能模式

FoxBot工业机器人的Remote Console 4.1操作系统提供自带的码垛专用指令和码垛数组,针对点位规则排列且动作重复的应用,系统自带的码垛功能界面可提供更快速便捷的点位示教和程序编写方式.

系统一共提供了4种码垛排列模式,分别为一维阵列、三角形平面阵列、矩形平面阵列以及长方体三维立体阵列.每种码垛模式都有不同的边界控制点,由其决定最终的码垛排列模式,如图1所示.码垛执行顺序按照图中箭头方向所示执行.

对于每种码垛模式,系统都会默认内设一个计数器,其记录值与码垛放置点位相对应,初始值为0,每完成一次码垛回合,计数器的记录值自动加1,直至累加超过最大计数值则重新归0.此外,系统还默认定义了一个专用码垛数组,以M（type,m,n,h,k,P0,P1,P2,P3,P4）表示,可通过数组中参数的设置和修改,改变其对应的码垛排列模式,在实际编程应用中简便易行.

二、利用基本指令编写的通过三重循环修改放置点坐标的码垛程序

主要利用坐标数据算术运算、条件控制和跳转等基本指令,构造三重循环,在每次码放动作完成后,依次修改码垛放置点位的x、y、z坐标,从而完成三维立体的码垛模式.下面我们简单举例说明这种实现方法.

假定：目标货品为棱长100mm的正方体包装盒,我们需要将目标货品码垛成一个3×2×2长方体三维立体阵列,x方向为3个目标货品,y方向为2个目标货品,z方向为2个目标货品.码垛初始点坐标P（0）等于（x,y,z,rx,ry,rz）等于（200,200,0,0,0,0）.为简明展现编程过程,下面的编程未设置出发点位与码垛放置点位之间的过渡点和码垛放置点位上方的减速点,但在实际的码垛轨迹规划过程中,这两种类型的点位则是必不可少的,可以保证运行轨迹的安全可靠与平稳流畅.程序流程图如图2所示：

该码垛程序编写如下：

Sub Main

Dim n1,n2,n3 As Integer

n3等于0

S3:n2等于0

S2:n1等于0

S1：If n1<3 Then

Move P,@0,P（0）,80

P（0）.x等于 P（0）.x+100

n1等于n1+1

GoTo S1

Else If n2<1 Then

P（0）.x等于 P（0）.x-300

P（0）.y等于 P（0）.y+100

n2等于n2+1

GoTo S2

Else If n3<1 Then

P（0）.x等于 P（0）.x-300

P（0）.y等于 P（0）.y-100

P（0）.z等于 P（0）.z+100

n3等于n3+1

GoTo S3

Else Delay 3000

Go Home

End If

End Sub

这种方法,需要根据码垛工作面的位置与方向利用三点示教法建立自定义工作坐标参考系,使自定义坐标系的坐标轴方向与码垛进行方向重合,但仅用示教保存一个码垛初始点位.虽然程序结构稍显复杂,但因为此程序实现码垛都是使用基本指令完成,所以在实际码垛程序编写的应用实践中具有更强的通用性和灵活性,只需套用此程序构造,对坐标运算参数和控制条件参数稍作修改,便可完成不同码垛排列模式的应用编程,不再局限于FoxBot工业机器人的Remote Console 4.1操作系统中默认的4种码垛排列模式.比如下面的实际生产实践中常遇到的压缝码垛问题,系统默认的4种码垛排列模式全体失效,不再适用,必须使用三重循环修改放置点坐标的方法来实现.

三、压缝码垛

压缝码垛,主要通过上一层码垛货品在码垛放置时,跨压在下层码垛货品缝隙的方式,提高码垛垛体的强度和稳定性,从而提高垛体的码垛层数和仓储空间的利用率.本人在现场实践中接触到的压缝码垛模式,如图3和图4所示.

压缝码垛的排列模式,按照奇数层和偶数层,分为两种不同的排列模式,奇数层和偶数层交替码垛,可保证上一层的货品放置时跨压在下一层的连接缝隙,而整体轮廓上下两层完全重合,适合在栈板上进行较多码垛层的堆栈码垛作业.

压缝码垛程序的编写,可在此前三重循环修改码垛放置点坐标的编程方法的基础上,通过修改程序构造和位置姿态参数的方法完成.

主要修改内容如下：

（一）需要同时修改放置点的位置参数和姿态参数.之前的3×2×2长方体三维立体阵列案例中,码垛货品的姿态一直是固定不变的,所以我们在三重循环修改码垛放置点坐标时,仅修改了表示放置点位置的x,y,z等三个坐标分量,而以上两种压缝码垛模式中,货品的放置姿态是处于不断变化中的,我们需要根据奇数层和偶数层的具体排列规律,在修改位置坐标分量的同时,修改姿态坐标分量rx,ry,rz.具体在此问题情景中,我们需要修改的仅是rz坐标分量.

（二）最外层的第三重循环,分为奇数层的两重循环和偶数层的两重循环等呈现顺序结构关系的两个子循环.

（三）压缝码垛模式A中,第1列的货品有3行,而第2列只有2行货品,这样对处于中间层按列方向修改y坐标分量的第二重循环,在其循环体内也需要分奇数列和偶数列两种情况,来对应修改x坐标分量.

参考文献：

[1] FOXBOT Remote Console 4.1操作手册,SHZBG自动化机器人事业处,2012.3

[2] FOXBOT Remote Console 4.1指令手册,SHZBG自动化机器人事业处,2012.3

［作者简介］

邓斌,男,汉族,生于1986年,湖南省郴州市,本科,助教,研究方向为工业自动化控制与工业机器人集成应用.

［作者单位］

平顶山工业职业技术学院

（编辑：赵文静）

工业机器人论文范文结:

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