码垛机器人技术方案
基于机器视觉检测的码垛机器人控制系统设计
基于机器视觉检测的码垛机器人控制系统设计本篇文章介绍的是一款基于机器视觉检测的码垛机器人控制系统设计方案。
该方案的核心技术是机器视觉技术，其主要目的是对物料进行识别、定位、计数等操作，从而达到有效控制码垛机器人的目的。
一、设计思想本系统的设计理念是利用机器视觉技术来对待处理物料进行检测和定位，在机器人的控制下实现物料的码垛。
本系统的主要部分包括视觉感知模块、控制算法和码垛机器人。
二、系统设计（一）视觉感知模块该模块是系统的重要组成部分，它主要是用于物料的识别、定位和计数。
在这个过程中，需要对物料进行图像采集，处理和特征提取。
在处理时，需要使用OpenCV等开源软件包。
图像采集：系统利用工业相机等设备进行图像采集，该设备具有高清晰度、高帧率和低延迟等特性，可以满足系统的实时检测需求。
图像处理：该阶段主要是针对图像的颜色、轮廓、形状等特征进行处理，从而提取出物料的特征。
特征提取：通过各种算法进行目标跟踪，找出物料在图像中的位置、确定物料的大小和数量等信息。
（二）控制算法该模块是系统的核心部分，主要负责物料的运动控制和码垛算法的设计。
该模块需要针对机器人的控制、数据传输、运动算法等进行设计。
机器人控制：该模块主要是通过PLC或单片机等设备进行机器人的控制，通过串口或网络进行信号传输。
数据传输：通过实时传输控制指令和图像数据，实现物料的准确检测和定位。
运动算法：该模块主要是对机器人的运动轨迹进行规划、优化和实现。
（三）码垛机器人该模块主要是用于物料的码垛操作，需要具有良好的运动稳定性和重复精度。
其主要由机械结构、电路和软件组成，在设计时需要考虑连接物料输送带、升降机等外部设备。
三、系统应用机器视觉检测的码垛机器人控制系统可以应用于各种工业流水线中，如在箱装过程中对产品进行堆叠，同时也可以实现多种定位和识别操作。
此外，基于机器视觉的控制系统可以为制造业提供更高效的生产线，减少人力成本，实现自动化生产。
四、总结本文详细介绍了一种基于机器视觉检测的码垛机器人控制系统设计方案，该方案利用机器视觉技术实现物料的识别、定位和计数，从而实现对码垛机器人的控制。
ABB机器人码垛应用及方案制作-干货!
ABB码垛助手的相关介绍
码垛助手优点
界面友好
支持中文，基于示教器界面，不需要额外硬件。 图形界
面友好 ，扩充方便 ，可以加载用户化照片，界面，公司标志。
简单易用
安装简单， 用图形编程代替Rapid编程，简单易学, 无需
专业人员。操作培训简单明了，工人容易接受。
节省成本
轻松应对多品种, 新产品; 一种产品, 普通操作可以搞定，
用于纸箱码垛（可平抓竖放）
用于纸箱或其他码垛和拆垛
用于纸箱拆垛和码垛
© ABB
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用于纸箱或其他整层码垛
ABB码垛机器人的相关介绍
ABB标准的机器人夹具
Claw for IRB 460 / IRB 660 爪手夹具
Vacuum for IRB 460 / IRB 660 真空吸盘夹具
1 Zone Clamp for IRB 460 单区域夹板夹具
2 Zone Clamp for IRB 660 双区域夹板夹具
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码垛应用方案制作的基本流程及注意事项
机器人方案的制作流程
信息收集
产品数据 码垛数据 现场数据 工艺需求 功能需求 特殊要求
数据分析
抓放状态 夹具评估 产能评估 抓放方式 场地空间
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ABB码垛机器人的相关介绍
常用的码垛应用
Glass Bottle/玻璃瓶
Carton/纸箱
Tin cans/马口铁罐
Shrinking/热缩膜
Turn-over boxes/周转箱
Sack/大袋
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ABB码垛机器人的相关介绍
机器人教学码垛设计方案
一、项目背景随着自动化技术的不断发展，机器人码垛技术在工业生产中得到了广泛应用。
为了提高我国工业自动化水平，培养具有实际操作能力的机器人应用人才，本文提出了一种基于机器人教学码垛的设计方案。
二、设计方案概述本设计方案旨在利用机器人技术实现码垛教学，培养学生的实际操作能力。
通过设计一套完整的码垛教学系统，包括硬件设备和软件平台，实现教学过程中对机器人码垛动作的实时监控、调整和优化。
三、系统组成1. 硬件设备（1）机器人：选用具有良好性能的工业机器人，如ABB、发那科等品牌，确保码垛动作的稳定性和准确性。
（2）码垛台：设计一个可调节高度的码垛台，满足不同产品码垛需求。
（3）传感器：配备视觉传感器、距离传感器等，用于检测码垛过程中产品的位置、高度等信息。
（4）控制系统：采用工业级PLC控制器，实现机器人动作的实时监控和控制。
2. 软件平台（1）机器人编程软件：选用具有良好兼容性和易用性的机器人编程软件，如RobotStudio、RobotWare等。
（2）码垛教学软件：设计一套码垛教学软件，包括码垛动作模拟、教学视频、操作手册等，便于教师和学生进行教学和学习。
（3）监控系统：通过实时监控机器人动作，分析码垛过程中的问题，为教学提供依据。
四、教学流程1. 学生学习机器人基础知识，了解机器人编程、操作等基本技能。
2. 教师通过码垛教学软件，演示机器人码垛动作，讲解码垛原理和操作方法。
3. 学生在码垛台上进行实际操作，教师实时监控，指导学生纠正错误。
4. 学生根据教学软件提供的码垛动作模拟，进行自主练习，提高操作技能。
5. 教师针对学生在操作过程中遇到的问题，进行分析和讲解，帮助学生掌握码垛技巧。
五、预期效果1. 提高学生的实际操作能力，培养具备机器人码垛技能的应用型人才。
2. 促进工业自动化技术的普及和应用，推动我国工业自动化产业发展。
3. 为企业输送高技能人才，降低企业用工成本，提高生产效率。
4. 提高我国在国际机器人领域的竞争力，为我国机器人产业发展贡献力量。
码垛机设计方案
附图 3：提升线
当产品从提升线出来，进入的是整形线（附图 4 所示）。整形线顾名思义是为了将包装袋整 平，使其末端码垛的剁型美观、整齐。整形线分压包整形和震动整形两部分组成。首先包装袋 通过①包胶托辊输送，通过②压包滚筒将包装袋压平。此压包滚筒是高刚性弹簧提供压力，且 工作高度可调，能保证极好的压平效果和使用寿命，亦不会破坏包装袋和包装产品。从压包滚 筒出来然后通过③方辊震动整形输送，最后出来的包装袋保证能整齐、美观。
本码垛机器人通过对机械各部件模块和柔性化、程序和软件智能化的设计，可以实现一机器 人单流水线单剁型、一机器人多流水线多剁型等任意调整，纸箱包装、包装袋包装产品的随意
更换，而其货物大小、托盘位置和尺寸、码垛的剁型改变等参数可以通过触摸屏简单的操作设 置，机器人就可以自己计算出最佳码垛状态。
现对本款 SR210高速、重载型型号码垛机器人列出参数说明如下：
本机器人码垛系统如附图 1 所示，由 1. 倒包线、 2. 提升线、 3. 整形线、 4. 抓取线、 5. 码垛机 器人，五部分构成。其各部分工作过程和其主要功能阐述如下：
1 倒包线
2 提升线
3 整形线
4 抓取线
5 码垛机器人
从称量秤、缝包机等客户末端出来的袋装产品均为站立式，通过输送机，当包装袋到达倒包 线（附图 2 所示）时，包装袋会接触到其①倒包横梁，自身倒在②倒包板上，然后通过③防滑 输送带的传送和④导向滚筒的导向，包装袋会自动调整为长度方向与流水线平行的纵向输送。 且此倒包线为高度可以调整型。如果客户在更换产品，导致包装袋长度、称量秤输送线的高度 有更改时，此倒包线可以通过其升降按钮，来驱动自身的升降电机，做高度的自动调整。
THK THK 住友 1 住友 GOOGOL Pro-face JIAYINGDA
搬运码垛机器人毕业设计
搬运码垛机器人毕业设计标题：搬运码垛机器人设计与实现一、引言随着现代工业生产的迅猛发展，自动化生产已经成为工业生产的主要趋势。
其中，机器人技术的快速发展已经成为自动化生产的重要组成部分。
机器人的广泛应用不仅提高了生产效率，还有效地减少了人力资源的使用，降低了劳动强度，提高了生产质量。
本文以搬运码垛机器人为主题，详细介绍了其设计和实现。
二、设计目标本设计旨在实现一个自动化搬运码垛机器人，具备以下功能：1.实现对不同尺寸、不同重量的货物的搬运和垛码；2.具备自适应能力，能够根据环境变化灵活调整搬运路径；3.具备安全性，能够保证人员和货物安全；4.操作简便，可通过不同设备和方式进行控制。
三、硬件设计1.机械臂：采用多关节机械臂，具备广泛的运动范围和搬运能力；2.轮式底盘：用于机器人的移动和定位，具备良好的稳定性和灵活性；3.传感器：通过安装在机器人上的传感器获取环境信息，如距离、重量、能量等；4.控制系统：包括单片机、驱动电路和输入输出设备，用于控制机器人的运动和操作。
四、软件设计机器人的软件设计主要包括路径规划、自适应调整和安全控制等功能：1.路径规划：通过算法计算最优路径，将搬运过程中的轨迹规划为自动获取到的最短路径；2.自适应调整：通过传感器获取环境信息，根据实时数据进行路径调整，避免障碍物和优化运输效率；3.安全控制：通过设置监控系统和传感器，确保机器人在搬运和垛码过程中不会对人员和物品造成伤害；4.用户界面：设计一个友好的用户界面，可以通过需要搬运或者垛码的货物参数进行设置。
五、实验与验证在设备完成设计后，需要进行实验和验证，确保其具备预期功能和要求。
1.运动测试：通过控制系统测试机器人的各项运动功能，包括前进、转向、抓取和放置等动作；2.环境适应性测试：在不同环境中进行测试，验证机器人是否能够适应各种情况下的运动和搬运；3.安全性测试：测试机器人在操作过程中是否能够实时感知到周围环境并避免碰撞；4.效率测试：测试机器人的搬运速度和准确性，与手工操作进行对比。
码垛机器人技术方案
六、效益分析
1.提高生产效率：码垛机器人可连续24小时工作，大大提高生产效率。
2.降低劳动成本：减少人工参与，降低企业人力成本。
3.提高码垛质量：机器人具有高精度、高稳定性，可减少货物损坏。
4.保障作业安全：降低工人劳动强度，减少安全事故的发生。
二、需求分析
1.提升堆垛速度和准确性，减少人工干预。
2.适应不同尺寸、形状和重量的货物。
3.确保作业过程安全可靠，降低劳动强度。
4.提高系统适应性和灵活性，满足多样化生产需求。
三、系统设计原则
1.先进性：采用国内外先进的码垛技术和设备。
2.可靠性：确保系统长期稳定运行，降低故障率。
3.安全性：遵循国家和行业安全标准，保障人员和设备安全。
5.安全防护：配备紧急停止装置、安全光栅等，确保作业过程安全。
五、技术方案详述
1.机器人本体选型：
-根据货物特性和码垛要求，选择合适的型号，满足速度、精度和负载需求。
-考虑到维护便捷性，选择易损件少、维护简单的机器人本体。
2.控制系统设计：
-运动控制：采用高性能运动控制卡，实现机器人的精确运动控制。
本方案将为企业的码垛作业带来革命性的改进，推动自动化、智能化生产的发展。在实施过程中，应严格遵循设计方案，确保系统的合法合规运行。
码垛机器人技术方案
第1篇
码垛机器人技术方案
一、背景
随着工业生产自动化程度的不断提高，码垛作业作为物流搬运环节的重要组成部分，对提高生产效率、降低劳动强度具有重要意义。为满足企业高效、稳定、安全的码垛需求，本方案提出一种基于现代控制技术的码垛机器人系统。
二、目标
1.提高生产效率，降低劳动成本。
四轴码垛机器人设计
码垛机器人的电气系统组成
电气控制原理设计
1) 交流接触器KM1、 KM2、KM3、KM4分 别控制腕关节，小 臂，大臂，腰关节 2) 电动机M1、M2、 M3、M4由热继电器 FR1、FR2、FR3、 FR4实现过载保 护。 3) QF为电源总开关。 4) 熔断器FU1、FU2、 FU3、FU4分别实现 各负载回路的短路 保护。FU5、FU6分 别完成交流控制回 路和PLC控制回 路。
结构特点
交流伺服电动机采用了全封闭无刷结 构，以适应实际生产环境不需要定期检查 和维修。其定子省去了铸件壳体，结构紧 凑、外形小、重量轻。定子铁心较一般电 动机开槽多且深，围绕在定子铁芯上，绝 缘可靠，磁场均匀。可对定子铁芯直接冷 却，散热效果好，因而传给机械部分的热 量小，提高了整个系统的稳定性。
特点：
1、与现在常用的光电滑觉传感器相比，无 论相对滑动方向如何，球体都会发生滚 动，传感器也都产生信号输出。所以这种 结构的传感器所测量的滑动不受滑动方向 的限制，能检测全方位滑动。 2、减小球体的尺寸和传导面积可以提高检 测灵敏度。
报告完毕 谢谢大家
腕部电机控制手爪连接盘带动机器人手爪旋转。
丰富多样的抓手形式，可以广泛应用于石 化、饮料、药品、啤酒、日化等行业
电气部分
崔培
Ⅱ电气部分
码垛机器人的四个关节的运动是由四 个AC伺服电机来驱动完成的，其功率 和型号如下表：中惯量系列（GYG电 机）额定旋转速度 1500 r/min
电机功率 腕关节 小臂 大臂 腰关节 0.5kw 0.85kw 1.3kw 1.8kw
2、控制方式的选择
码垛机器人作为一种高定位精度关节式串联 机器人，对其末端定位精度要求较高，由于 码垛机器人运动速度较慢，所以对其关节运 动速度精度没有特殊要求，最后确定码垛机 器人控制方式选择位置闭环伺服控制方式以 保证其操作末端要求的定位精度，其控制系 统结构如图1所示。
工业机器人码垛功能的设计与实现
工业机器人码垛功能的设计与实现随着制造业的快速发展，工业机器人在现代生产中的应用越来越普遍，成为工业自动化的重要组成部分。
在生产线上，机器人码垛是机器人应用的常见场景之一，它可以实现对产品进行快速而准确的分拣、码垛等操作，提高了生产效率和质量。
本文将介绍工业机器人码垛功能的设计和实现。
一、机器人码垛的基本原理机器人码垛主要是指将相同或不同的产品按照一定规则堆叠在一起，形成一个整齐的堆叠结构。
其基本原理包括三个方面：识别、规划和执行。
机器人需要通过视觉或其他感知设备识别待处理的产品，确定其位置、数量和状态等信息。
其次，机器人需要进行路径规划，确定码垛位置和顺序，保证堆叠的稳定性和均衡性。
最后，机器人通过执行器实现对产品的抓取、移动和放置等操作，完成码垛任务。
二、机器人码垛的设计要点机器人码垛的设计要点包括：操作空间、抓取方式、码垛规则、控制系统等。
操作空间是指机器人进行码垛操作的工作区域，其大小和形状应根据生产线的实际情况进行设计，以确保机器人操作的灵活性和安全性。
抓取方式是指机器人进行产品抓取的方式，常见的抓取方式包括机械手爪、吸盘和磁力等。
码垛规则是指产品堆叠的方式和顺序，应根据产品的形状、重量和稳定性等因素进行规划。
控制系统是机器人进行码垛操作的关键，包括机器人控制器、传感器和执行器等，应保证系统的稳定性和可靠性。
三、机器人码垛的实现方法机器人码垛的实现方法包括基于模板的码垛和基于视觉的码垛两种方式。
基于模板的码垛是指通过预设的模板来确定产品的码垛位置和顺序，机器人根据模板进行操作。
这种方式实现简单，但对产品的形状和大小有一定的限制。
基于视觉的码垛是指通过视觉识别技术来确定产品的位置和状态，机器人根据识别结果进行操作。
这种方式可以适应各种形状和大小的产品，但需要较高的计算能力和算法支持。
四、机器人码垛的应用场景机器人码垛广泛应用于各种生产行业，如食品加工、医药制造、物流配送等领域。
在食品加工行业中，机器人码垛可以实现对不同形状的食品快速进行分拣和码垛，提高生产效率和卫生标准；在医药制造领域，机器人码垛可以提高生产效率和生产质量，减少人为误差；在物流配送领域，机器人码垛可以实现对货物的快速分拣和码垛，提高物流效率和准确性。
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FANUC ROBOT M- 20iA系电缆内置式的多功能6轴机器人，在其同系列中 具有最高性能的动作能力。
电源电压
3相AC 380V±10%50Hz
七、制作担当
序号
项目
规格
M-20iA
动作类型
独立多关节型机器人
控制轴
6轴
放置方式
地装、吊装
动作范围
最大到达距离
1811mm
最小到达距离
317mm
前后动作范围
-1117mm~+1437mm
最大动作速度
J1轴旋转
195°/sec
J2轴旋转
175°/sec
J3轴旋转
180°/sec
J4轴手臂旋转
360°/sec
J5轴手腕旋转
系统控制流程如图：
图3控制流程图
针对教学机器人系统，可将主控制柜设计可用于PLC自动化系统的教学演
示实验台。
电气系统主要部件品牌:
序号
名称
厂家
备注
1
PLC
二菱
2
触摸屏
二菱
3
断路器
施耐德
4
按扭
和泉
5
安全光栅
欧姆龙
6
安全门锁
欧姆龙
3.安全围栏
由于机器人在运行过程中，机器人的动作速度高、范围大，而且经
常有突然启动的动作，这些对非法进入机器人动作范围的人来说相当危 险，因此设备的安全防护非常重要。一般我们在机器人工作站的四周设 有防护栏，防护栏的人工操作区域为封闭式结构，两侧设有挡板防止人 员违规进入，并且在操作区域安装安全光栅，保护操作者的安全，防护 栏上还配有维护人员进出的安全门，安全门上安装有安全锁，当安全门 打开时安全锁发出报警信号，机器人无法启动，保证维修人员的人身安 全。
高强度的手臂与最先端的伺服技术有效提高各轴的动作速度以及加减速的 性能。运动的作业时间缩短15%以上，实现了行业内最高的生产能力。
腕部轴内采用独立的驱动机构设计， 实现了世界上最为细巧、紧凑的内置电 缆的机械手臂。使机器人在狭窄的空间以及高密度的环境下的作业得以有效实 现。
前悬臂实现了卓越的电缆集成能力， 保持手部电缆路径的平滑，维护更加简 易。也可提供手部电缆内插入管道作为选配。
360°/sec
J6轴手腕旋转
550°/sec
手部取大负载
20kg
驱动方式
AC伺服马达驱动
重复精度
±0.08mm
重量
250kg
安装环境
周围温度：一25°C~60° C
表1机器人参数表
2.电气系统
系统中电气系统可以根据用户需求定制功能， 一般系统电气系统由主控电控 柜、副操作盒、主操作盒及外围安全装置构成。主控柜由主控PLC及低压电气元 件构成，该单元为电气系统核心部分，主要负责与机器人控制信号通讯， 处理人 工操作信号，判断设备安全信号；副操作盒为人机界面，负责显示系统工作状态、 参数设置、记录产量等信息及处理报警数据库等；主操作盒为操作工完成系统的 启动，暂停，预约，急停等操作的人机装置。外围安全装置为系统所配备的安全 传感器，如操作区域的安全光栅、维修门开关等。
码垛机器人教学系统
技术方案
一、项目设计准则 二、客户要求
四、系统各主要部品介绍
五、 设备颜色8
六、设备使用环境8
七、制作担当8
八、保修及售后服务事项9
九、培训计划10
十、设备验收10
十一、客户交工资料11
、项目设计准则
本项目的设计以产品工艺要求为基础，以客户的产能需求为条件，力求 设备做到高柔性，使设备的性价比达到最高。我们以经济性、安全性、良好 的操作性、可靠性作为设计准则，并把优质的设备作为我们首要追求的目标
二、
设计一套机器人码垛系统用于学生教学，演示。
三、
1.需求分析
1）现场场地分析
厂房条件：高度大于5M无行吊，需客户提供叉车安装支持（小于3T）电源电压：三相五线制，电压380±15湫、频率50Hz土1%HZ设备安装地点：客户
2.系统方案
图1系统布局示意图
我公司已为多所高职院校设计、制造多套机器人系统，用于码垛、焊接、打 磨等机器人应用种类的演示及教学。 图中所示为码垛机器人教学系统布局，由机 器人、来料物流线、托盘输送线、安全围栏及电气系统构成。系统中以纸箱模拟 实际生产中的产品，产品通过来料物流线源源不断的输送至机器人工作站内，系
统检测到有产品进入搬运区域，机器人自动运行，将产品码放在托盘上。机器人 内部装有码垛软件，自动计算每个摆放的层数及位置，托盘摆满后，托盘输送线 将托盘推出机器人系统，等待转运。该系统最大可能的模拟实际生产时， 设备运 行的方式及可能出现的状况，对学生掌握机器人的操作及了解实际工厂的生产流 程有极大的帮助。另外，根据具体要求，系统还可以增加视频监控，工件种类扫 码分类等功能。
将纸箱放入来料物流线，纸箱送入进料口。
传感器检测到纸箱到位，机器人自动抓取纸箱。
机器人按预置程序将纸箱摆放到位。
以此循环，到达预置层数后，机器人停止运行，托盘输送线将满托
盘运出。
四、系统各主要部品介绍
1.焊接机器人
FANU（是全球最多样化的FA（工厂自动化）、机器人和智能机械的制造商。FANUC自1956年成立以来，始终是全球计算机数控设备发展的先驱，在自动化 领域贡献突出。上世纪70年代，FANU（成为世界上最大的专业数控系统生产厂 家，占据了全球70%勺市场份额。从单台机器的自动化，到整个生产线自动化的 变革，FANU技术为全球制造业革命做出了重要贡献。2008年，FANU（成为世界
五、
1.机器人本体、机器人控制柜等为原设备标准颜色。
2.机械本体、电气控制部分颜色，审图时确定，可选用本公司标准颜色。 若由贵公司确定，请Biblioteka 供色板，在审图时确认。六、
场所
室内（附近没有电气噪声源）
周围温度
-25-60°C
周围湿度
20—90%（不结露）
易燃气体
无
腐蚀性气体
无
压缩气源
0.4—0.6MPa气源，流量不低于4000L/min
3.系统主要构成（单套）
序
号
名称
型号及规格
数量
备注
1
机器人系统
1.1机器人本体
M-20Ia
1
FANUC
1.2机器人控制柜
1.3示教编程器
2
来料输送线
1
沈阳天宝
3
托盘输送线
1
沈阳天宝
4
安全围栏
1
沈阳天宝
5
电气系统
1
沈阳天宝
6
视频监控系统
选配
1
沈阳天宝
7
扫码系统
选配
1
沈阳天宝
4.操作流程
机器人回到待机位置，操作者启动自动运行按钮。