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对自动码垛机器人码垛顺序与时间节拍的探讨分析

1、码垛顺序分析

由于纸箱的外形尺寸不同,虎雅科技公司设计了5种码垛规格,现以其中一例详细介绍码垛的顺序及过程。

1)吸盘每次抓取5个纸箱,图中数字代表第几次抓取。

2)按次序码垛,从第一层至第三层(位置可根据实际优化)

3)受托盘尺寸和纸箱尺寸的限制,有时一次抓取的5个纸箱要分两到三次在不同的位置摆放。

4)如此类推一层层码放到总高度达到要求为止。

2、时间节拍分析

根据之前的分析,纸箱码垛越高所用时间越多,那么我们把5个纸箱搬运到托盘上纸箱的最高层最远处位置,并完成3次释放,只要到达这个位置11秒内顺利完成,那么就能满足其它所有位置的搬运。下面是完成一次搬运的完整运动顺序:

1)机器人在初始位置,Z轴下降50mm,接触到纸箱,用时200ms

2)等待真空度检测信号,确保吸盘吸牢纸箱,用时200ms

3)在工作台上方,Z轴从800mm需要先提升至最高点。Z轴上升1050mm,最高速度F = 620mm/s,加速度=2.06m/s2,平均速度F = 530mm/s, 用时2000ms

4)X轴,Y轴和Z轴联动,同时运动到最远处。 其中X轴运动1400mm,Y轴运动少于800mm,Z轴升高100mm。由于X轴运动距离远,速度高,这里仅分析X轴的运动就可以。X轴运动1400mm,最高速度F = 820mm/s,加速度=2.75m/s2,用时2000ms

5)吸盘释放纸箱,到此完成第一次放置纸箱, 用时200ms

6)Z轴上升100mm,最高速度F = 670mm/s,加速度=4.44m/s2, 用时300ms

7)X轴、Y轴和A轴联动,运动到下一个位置,同时吸盘转动90度。 其中X轴和Y轴运动400mm(例子),运动距离远,平均速度F = 500mm/s,用时800ms

8)Z轴下降100mm,最高速度F = 670mm/s,加速度=4.44m/s2,用时300ms

9)吸盘释放纸箱,到此完成第二次放置纸箱,用时200ms

10)Z轴再上升100mm,最高速度F = 670mm/s,加速度=4.44m/s2,用时300ms

11)X轴和Y轴联动,运动到下一个位置。其中X轴和轴运动400mm(例子),平均速度F = 500mm/s,用时800ms

12)Z轴下降100mm,最高速度F = 620mm/s,加速度=4.44m/s2,用时300ms

13)吸盘释放纸箱,到此完成第三次放置纸箱,用时200ms

14)X轴和Y轴同时运动回到抓取纸箱处。其中X轴运动大约800mm,运动距离远,速度高,这类仅分析X轴的运动就可以。X轴运动800mm,最高速度F = 1140mm/s,加速度=3.81m/s2,用1000ms 由于已没有负载了,所有运动速度完全可以块些。

15)Z轴下降1050mm,返回初始位置。最高速度F = 620mm/s,加速度=2.06m/s2,用时2000ms

在极限情况下,码垛5个纸箱,总体用时10.6s,平均2.12s/箱,满足要求。

1)第二次搬运最高层的位置时,由于运动距离近了,搬去和运动回来可以再节省1s

2)在工作台一下区域,可以实现3轴联动,可以节省Z轴上升或下降时间2-3s

3)码垛5个纸箱,一般情况下,只需2次释放就可以全部放置完毕,这样还可以节约1.3s