0 引言

所谓“码垛”就是按照集成单元化的思想，将一件件的物料按照一定的模式堆码成垛，以便使单元化的产品实现物料的存储、搬运、装卸运输等物流活动。近年来，由于企业产品由卖方市场进入了买方市场，企业生产正在向着多品种、少批量的方向发展，企业不再能够承担一线一产品的代价，往往需要一线多产品的生产线，这就要求作为后处理设备的码垛机必须具备处理多种产品的能力。另外，随着大型物资批发配送中心的出现，需要为成千上万个用户按订单配送产品，这就要求码垛机具有混合码垛的能力。所有这些都为机器人码垛机的发展提供了机会，继20世纪70年代末日本将机器人技术用于码垛工艺以来，当前机器人码垛机的研究与开发获得了迅速的发展，柔性化水平、处理速度及抓取重量不断提高，价格不断下降。

我的大女儿到底飞走了，去陪她奶奶去了。这个讨债的冤家，她才七个月，连大号都冇取啊。我哽咽着说，大梁，你女儿也……她陪她奶奶走了……大梁的头猛地一抬，口唇剧烈地抖动起来，突然像决了堤，喷出撕心裂肺的哭声。

1 在线式码垛机工作状况

在线式码垛机根据进料位置的高低，一般可分为高位式和低位式两种，其中高位码垛机运用比较广泛。对于高位码垛机来说，物料通过爬坡输送机提高其输入高度，编层后的物料放在滑板门上，通过层降或连续降的方式将层料叠放在托盘上或其他层料上。最显著的优点是速度，产能一般可以达到1 500包/h以上。但高位码垛占地面积较大，对厂房面积、高度等尺寸有要求，需要长宽高至少18 m×6 m×3.5 m的空间。而且高位码垛是根据具体产品尺寸、具体垛型来设计的，也不方便更改产品尺寸，仅允许很小的变化量（一般都在设计前期就要考虑到使用几种产品尺寸，几种垛型，垛型的长宽高是多少）。因此，现在大部分原使用码垛机的企业现在都面临需要增加系统柔性工作能力的问题，以满足日益增加的不同的用户需求。

2 工业机器人在码垛中的应用优势

近年来，机器人码垛技术发展甚为迅猛，这种发展趋势是和当今制造领域出现的多品种、少批量的发展趋势相适应的，机器人码垛机以其柔性工作能力和小占地面积，能够同时处理多种物料和码垛，愈来愈受到广大用户的青睐。工业机器人机身小而动作范围大，可以进行一个或几个托盘的同时码垛，能够灵活机动地对应进行多种产品生产线的工作，这种一机多线、一机多产品的特点正好符合当下企业的需求。

3 工业机器人码垛方案描述

3.1 工作逻辑

工作逻辑流程图如图1所示。

  

图1 工作逻辑流程图

3.2 选用设备

选用安川电机的MH系列——MH180工业机器人，负载180 kg，动态范围2 702 mm，搭配控制柜DX200。仿真图如图2所示。

赫美斯曲轴磨CBN砂轮的卓越性能，在对曲轴关键部位连杆颈和主轴颈的磨削应用中，表现尤为突出。赫美斯应用于外圆切入式磨削的超硬砂轮，其砂轮速度可以达到200 m/s， 在获得极高的材料去除率的同时，仍能避免在工件表面上产生过多的热量。与普通磨料砂轮相比，超硬砂轮显著提高了其使用寿命，降低了工具成本。赫美斯能够提供这种高性能的超硬砂轮，其最大直径可以做到750 mm。

  

图2 工业机器人仿真图

3.3 输入、输出I/O分配

3.4.1 主程序变量表

  

图3 机器人内部继电器编号

 

表1 通用输入分配表

  

分配端口 继电器地址 备注IN#（1） 00011 左侧码垛到位信号IN#（2） 00012 右侧码垛到位信号IN#（3） 00013 左侧码垛复位信号IN#（4） 00014 右侧码垛复位信号

 

表2 通用输出分配表

  

分配端口 继电器地址 备注OT#（1） 10011 夹板电磁阀OT#（2） 10012 钩爪电磁阀OT#（3） 10013 左侧满载信号OT#（4） 10014 右侧满载信号

3.4 主程序主要变量表及码垛功能解释

机器人内部继电器编号规则如图3所示，继电器编号用五位数字表示，每个数值包含三个信息。其中组编号1为通用输入，编号2为通用输出；4和5分别代表专用输入和输出，专用信号采用系统默认配置。通用输入分配表如表1所示，通用输出分配表如表2所示。

实现码垛功能需要调用系统内的用户变量，以便在主程序和子程序之间进行数据交换和通信。以下列出了码垛功能中主要变量表，如表3所示。

 

表3 主程序变量表

  

名称 变量类型 备注I000 整数型 左侧码垛计数I001 整数型 右侧码垛计数D001 双精度型 工件长度数据D002 双精度型 工件宽度数据D003 双精度型 工件高度数据P000 位置型变量 程序原点位置P001 位置型变量 X轴工件长度偏移量P002 位置型变量 Y轴工件长度偏移量P003 位置型变量 X轴工件宽度偏移量P004 位置型变量 Y轴工件宽度偏移量P005 位置型变量 Z轴工件高度偏移量

以左侧码垛为例，首先需要手动示教工件两种摆放姿势的位置数据，并分别登录到用户位置型变量P010和P011，如图4所示。

  

图4 两种摆放姿势的位置变量

根据当前抓取的工件数累计不同，对应执行相应的计算代码，计算出当前工件的放置位置，并赋值给P016和P017，以便放置子程序PICKL调用。

为研究方便，选取某桥式起重机的相关数据为例，额定起质量Q=5t，其工作机构采用YZR160M2-6电机，额定功率P=7.5kW，额定转速N=945r/min。

3.4.2 左侧位置计算子程序详解

2016年，山西大学继续教育学院聚焦培养新市民的战略需求，积极筹备在太原市六城区建立山西大学社区学院，为社区成员提供教育服务［3］。

让工业机器人实现码垛功能，主要是让机器人能够根据当前搬运工件的序号，自己计算出正确的摆放位置，按一定的堆叠排列方式码放工件。以15件产品堆叠三层的码垛为例，三层的放置位置平面图及序号分配如图5所示。

如图5所示，在计算位置子程序COUNTL先对应不同的工件顺序应用JUMP指令和IF指令跳转到不同的程序段，分别计算出对应当前工况的放置位置，再把计算结果赋值给放置子程序要调用的位置变量，举例的左侧码垛放置调用的是P016和P017。

因为第一个工件放置位置正好与手动示教位置重合，则直接进行赋值，然后调用放置子程序进行放置，再返回主程序（这里是拾取子程序，拾取子程序接下来的指令是返回主程序）。

  

图5 三层堆叠平面图及序号分配

当拾取工件序号为1时，对应转跳到*01程序段：

*01

用户可以在登录成功后修改个人相关信息，修改后的个人信息以json数据上传服务器进行保存。个人密码的修改可以通过输入旧密码，再输入新密码的方式来更改，也可以通过给注册手机号发送验证码，输入验证码，再输入新密码的方式来更改。

SET P016 P012

在稽察工作方面：一是扩大稽察覆盖面，加强了基层建设管理薄弱环节的稽察，重点对农村饮水安全、小（2）型病险水库除险加固、中小河流重点河段治理、小型农田水利重点县建设、中小河流水文监测等项目开展了稽察；二是稽察规模翻了一番，全年安排6个批次，稽察项目数量由230个增加到450个。

SET P017 P014

CALL JOB:PLACEL

RET

针对严格且开放的选拔淘汰机制，认为目前高校实验班的选拔形式主要有两种形式：一是传统的高考录取模式，即将实验班作为专业的一种和其他专业一起招生，供考生在高考志愿中选择，学生录取分数偏高；另一种是入学后再选拔的形式，如西南大学含弘学院的学生都是学生在入学后经过层层筛选出的精英，录取比例控制在2 %以内。

当拾取工件序号为2时，对应转跳*02程序段：

*02

ADD P012 P001

ADD P014 P001

患者如院后，若患者病情发生变化，则采用改良评估量表对患者进行常态化评估，并记录评估结果。当评分≥1分时，护理人员应给予患者护理措施干预，防止压疮发生。

SET P016 P012

CALL JOB:PLACEL

SET P017 P014

网络方案。本方案中资源池内只有物理机，采用非虚拟化场景解决方案。SDN涉及网元主要包括SDN控制器、SDN硬件交换机、核心/DMZ负载均衡器、SDN网关、核心防火墙等。

农产品质量安全监管是重要民生工程，与我国农产品国际竞争实力与国际形象有直接关联，因此国家有关部门纷纷加大了对农产品质量监管工作的关注力度，并开始展开产品质量安全保障体系建设。通过构建农产品质量安全保障体系，可以对农产品质量形成有效监督与管理，能够切实提升国内农产品质量安全整体水平，对于农业以及农村经济发展而言，都有着十分重要的影响。

RET

如图5所示，*02工件相对*01工件正好是在X轴上正偏移一个工件长度的距离，这里直接用X轴上工件长度偏移P001进行相加，然后再赋值给P016和P017，调用子程序即可。其他对应序号的工件依次偏移叠加，根据不同的拾取序列分别放置不同的位置，完成码垛的堆叠。

4 码垛程序的柔性化定制

由于程序都是模块化编写，厂家可以根据不同的要求进行便利的修改。

（1）修改运行速度：当搬运的产品或工具因为重量增加或成品保护等需要降低运行速度时，可以分别在PICKL和PLACEL中的MOVE指令中修改速度标签。

（2）修改产品尺寸：当生产线产品更换时，可直接在MAIN主程序中直接修改D001、D002、D003三个数据，分别对应产品的长、宽、高，再手动示教抓取位置P006、P007和放置位置P010和P011即可。

（3）修改码垛堆叠方式：在机器人程序里，只要不超出机器人的最大动作范围，可任意修改堆叠的层数和堆叠的样式。如本文的程序要减少为只堆叠两层的话，可修改主程序中的以下两个命令行，

CALL JOB:FULLL IF I000>=15

JUMP*02 IF I000>=15

修改IF指令标签后的数据，把15改为10即可减少堆叠层数。需要增加层数的情况除了修改该数据外，还需在COUNTL中补充上增加的工件的计算程序段。还可预先编写好多种计算位置子程序，对应不同的产品，以便直接调用。在场地允许的情况下，还可改造成三进三出式码垛流水线。

5 结语

此次工业机器人的应用笔者运用了工作中积累的编程设计实践经验，参考了一些相关的书籍，认真分析了工业机器人码垛的工作过程及工作要点，经生产实践证明，达到了预期的效果。在国家大力推广和普及工业机器人的今天，人工智能技术的研究与生产应用已成为发展的核心追求，许多企业都陆陆续续把工业机器人应用到自己的生产线中，代替人力劳动，淘汰原有的设备。我们应把握机会，接受挑战，掌握新技术，推进新形势下我国工业机器人的快速发展。

［参考文献］

[1]YASKAWA安川电机.DX200使用说明书：R-CTO-A220-C[Z].

[2]叶晖.工业机器人典型应用案例精析[M].北京：机械工业出版社，2013.

[3]蒋庆斌，陈小艳.工业机器人现场编程[M].北京：机械工业出版社，2014.