关键词院码垛机器人曰Robotstudio曰SolidWorks曰工作站仿真曰Smart组件
基金项目院虚拟制造技术福建省高校重点实验室2018年开放课
题（课题编号：Xnzz1804）。
作者简介院李鹏（1974-），男，河南新乡人，讲师，河南工程学院，研
究方向为先进制造技术、机电系统设计；顾立志（通讯作者）（1956-），男，黑龙江佳木斯人，教授，泉州信息工程学院，研究方向为先进制造技术、虚拟制造。
0引言码垛机器人在工业自动化领域有着广泛的应用。码垛机器人的使用解除了人们在高强度的劳动作业，缩小产品的堆放空间，提高了企业的利益。码垛机器人动作灵活精准、快速高效、稳定性高，工作效率高。因此，码垛机器人成了厂家的优先的选择，本文以物料堆积为研究对象，解决物料箱码垛问题，研究自动化物料箱堆垛起来的码垛机器人仿真系统的构建，实现生产输送链终端自动化，使得生产中获得高效的运行速度和较好的经济价值。1码垛机器人工作环境及参数要求1.1工作环境本码垛机器人将用于流水线末端物料箱或箱状的物料的平稳搬放和整齐码放，使物料箱的码放更加便捷，在仓库或车间需要实现自动化流水线生产时，节约人力和财力，提高企业生产效率和市场竞争力。1.2工作空间分析及相关技术参数该码垛机器人主要搬放、码放物料箱或箱状的物料，在这我们根据生产现场实际情况，以通用型物料箱为例，其尺寸长、宽、高分别为600mm*350mm*200mm，重量为20kg。计划一层放5箱，横3竖2。然后放在托盘上，托盘尺寸为1700*1300（单位mm），一个托盘放大约1吨，依次叠放至第4层即可，这样放置可以有效防止物料箱倾倒。码垛范围：800*800*300（长*宽*高）（单位mm），抓手形式：吸取式，工作是将物料箱从传送带末端吸起，放在托盘要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要码放起来。2本设计码垛机器人的运动形式确定经过对资料的查找的比较以及对视频的学习，选择了最合适的机械手。在肯定坐标类型方案时，考虑到具体设计要求。根据码垛机器人的工作环境和任务要求，结合上述各种坐标形式的机械手的特点，选择了旋转关节型机械手。在工作空间宽度、复杂位移轨迹和姿态控制等方面都优于其类型他机器人。关节型机器人是以臂部各相邻部件的相对角位移作为运动坐标，动作相对灵活，占地空间小，工作范围大，这种的优势是本次设计研究的机器人所需求的。3码垛机器人自由度的确定工业机械手的自由度越多，它的作用和应用就越方便。然而，控制系统和结构越复杂，机器人定位精度越难确定，它的成本价格越高，体重就越大。因此，在设计工业机械手时，应量减少地使用自由度。在对其工作环境和尺寸估计进行分析后，为了满足实际需求，码垛机器人应具有一定的灵活性，主要具有负载大、运行平稳等特点。在自由度为4的情况下，即可满足需求，完成物料箱的码放。4码垛机器人结构及数字化模型构建4.1码垛机器人的工作要求根据生产现场要求，如图1所示。堆垛的速度大约为每小时400箱，错误的位置不大于于依6mm，能与物料箱生产线末端自动的堆垛连接起来，完成对物料的自动化放置。4.2码垛机器人手爪结构设计依据物料箱尺寸（600mm*350mm*200mm），我们可以得出码垛机器人吸盘设计的尺寸。吸盘式手爪广泛应用于各种机械手码垛中，对于抓取箱类物料起着重要的作用。手爪的详细数字化仿真模型见图2（a）所示。[2]王伟.机械自动化技术及其在机械制造中的应用探讨[J].内燃机与配件，2018（5）：63-64.机，2018，45（04）：154-155.
制造中的集成化应用、数控应用、虚拟化应用以及柔性化应用，让机械制造的生产效率、生产成本、生产管理、市场环境适应能力都得到了极大的提升。参考文献院
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InternalCombustionEngine&Parts·253·基准点奇数层摆放偶数层摆放
图1码垛放置形式
（a）（b）
图2码垛机器人手爪及托盘底座
4.3码垛机器人托盘底座结构的描述托盘底座是为了方便码垛机器人的放置物料，它能保证托盘的稳定性，使得码放的物料平稳不容易倒塌，也方图4工作站仿真系统便叉车的快速叉出。如图2（b）所示。6总结4.4码垛机器人整体仿真模型构建本文根据生产实际，构建一种码垛自动化物料机器它的整体包括在码垛机器人上的底座以及基座部分，人。通过整体方案设计。在soildworks软件构建相关的数机器人的手臂是由基座、大臂、小臂腕部等部分构成。除此字化三维模型，通过robotstudio软件构建码垛工作站实现以外，还包括小臂前端的吸盘工具的图形的部分，它在软码垛作业仿真。件中的整体结构完成三维模型的建立后如图3所示。淤照实际的生产环境，确定码垛机器人基本运动形式及自由度数为4的关节型机器人。于在soildwork软件的基础上，构建码垛机器人整体和它所需要的配件，特别是对码垛机器人的整体进行了细致的构建。盂在基于Robotstudio软件进行仿真系统构建并导入相应的三维数字化模型，布局码垛工作站的整体运行空间，然后根据布局建立码垛机器人仿真系统，创建动态的输送链和拾取物料的运动以及相应smart组件、I/O信号。榆利用码垛机器人工作站在Robotstudio软件上仿真运行，观察系统构建图3码垛机器人整体结构
后的运行结果。5码垛机器人工作站仿真系统构建参考文献院
[1]陆叶.基于RobotStudio的机器人柔性制造生产线的仿真本文利用RobotStudio仿真系统进行CAD图型导入、设计[J].组合机床与自动化加工技术，2016（06）.路径自动规划、离线编程、仿真调试。[2]D.Deng,H.Murakawa,FEMpredictionofbucklingdistortion淤在robotstudio的仿真软件中新建一个工作站；inducedbyweldinginthinplatepanelstructures,structures,于打开软件模型库，导入IRB460机器人模型；Comput.Mater.Sic.2018,43(4).
盂使用SolidWorks软件绘制出出码垛机器人吸盘、机[3]叶晖.工业机器人典型应用案例精析[M].北京：机械工业出
器人底座、托盘和托盘底座等工作站所需的三维模型图，版社，2013.
转换为相应格式，导入这个仿真工作站完成物料箱堆垛的[4]康瑞芳，刘鑫.包装码垛机器人嵌入式控制系统设计[J].包布局工作；装工程，2018（01）.
榆构建RobotStudio的机器人系统，在工作站创建[5]陈冬冬.基于袋装物体的码垛机器人系统设计与研究[D].smart和I/O信号。最后，仿真运行码垛工作站。沈阳工业大学，2019.
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