CAD2D3D

机器人码垛自动化单元，从上游工序传递过来的料包，经过平整之后，采用一台机器人，实现料袋自动码垛。

1 设计依据

1. 料包规格：450×330 mm。
2. 包装袋重量：尺寸450×330，重量约25kg/袋。
3. 4种尺寸的托盘：105×90、105×80、120×90、120×90
4. 来料输送线： 长度需39m。
5. 场地限制： 尺寸：7500×6500
6. 出料口3个；
7. 包装袋正面特定区域需印刷指定颜色或整个包装袋全部印刷指定颜色，3个出料口分别使用3种不同颜色的包装袋。

2 技术方案

2.1 系统布局及组成

该系统由一台FANUC Robot R-410iB/140H机器人、整平输送带、对中输送带、到位输送带、RGB颜色传感器装置等组成。

图1 机器人码垛自动化单元平面布局图

图2 机器人码垛自动化单元布局图三维设计效果图

来料输送线将料包输送至整平输送带上，整平输送线上的辊筒对料包进行整平，并将料包往前运送到对中输送带上。

对中输送带将料包进行对中，使之处于输送带的中央。RGB颜色传感器可以判断3种颜色，并输出开关量信号，机器人根据此信号来判断后面的码垛位置。

对中完成的料包被输送至到位输送带，并触发位置检测机构。位置检测机构发出信号关停到位输送带，并通知机器人将料包取走进行码垛。

机器人将料包直接码垛至托盘上，码垛方式为前6层每层放6袋，第7层靠中间放4袋。每个托盘码垛7层，共40包，高度约1.2米。要求使用大包装袋的，由人工先将大包装袋覆盖在托盘上面，码垛完成后，再将包装袋提起。

2.2 节拍分析

本系统每码垛一个工件需用时5s，每个托盘码垛需约3.5min。

3 主要设备描述

3.1 机器人手爪

机器人手爪由法兰盘、气缸、同步连杆、夹持臂等组成，具体结构如上图所示。机器人通过夹紧气缸推动夹指、夹板夹取工件，夹指到位后，压紧气缸推动压板压紧料包。手爪上装有接近开关可以检测夹指、压板的位置从而实现手爪与机器人之间的配合。

图3 机器人码垛手爪

图4 机器人码垛手爪设计

3.2 整平输送带

整平输送带的示意图如上所示，由电机、辊子、输送带等组成。辊子起限高作用，确保到达下一个输送带的料包全部为平躺平整状态。

图5 整平输送示意图

3.3 对中输送带

对中输送带的示意图如上所示，由电机、对中板、输送带、RGB颜色传感器等组成。

对中板起对中作用，将输送带上的料包对中，确保到达下一个输送带的料包全部处于输送带的中央。

RGB颜色传感器探测料包颜色，并输出对应的开关量信号，控制码垛位置。

图6 对中输送带示意图

3.4 到位输送带

到位输送带的示意图如上所示，由电机、位置检测机构、辊筒输送机等组成。

位置检测机构可以检测料包的位置，当料包到位以后，触发位置检测机构，位置检测机构随后关停到位输送带，并通知机器人对料包进行夹取。

图7 到位输送带示意图