错位码垛规划及其与码垛机器人控制融合的研究

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1、分类号：TP242密级：UDC：编号：15-085201-07M河北工业大学硕士学位论文错位码垛规划及其与码垛机器人控制融合的研究论文作者：田少龙学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：机械工程指导教师：杨传民职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringRESEARCHONDISLOCATIONPALLETIZINGPROGRAMMINGANDITSCOMBINATIONROBOTPA

2、LLETIZERbyTianShaolongSupervisor:Prof.YangChuanminMay2015摘要本文在国家“十二五”科技支撑重点项目“食品包装关键技术装备及材料开发与示范（2011BAD24B01）-智能规划型堆码机器人的研发”的支持下，针对DJM1200型码垛机器人控制器的特点，研究和设计了错位码垛模块和错位码垛规划软件。目前，码垛机器人已广泛应用于多种产品线的末端，码垛能力决定了码垛机器人性能的成败。然而大部分码垛机器人的工作过程由示教方式完成，该方式操作极为复杂，占用了设备大量的时间，码垛出的垛型主要靠操作员的

3、经验，这会造成托盘空间的浪费，而且码垛出的垛型也不稳定。虽然离线编程技术已经可以实现通用化了，但是它对使用者的要求高，码垛出的垛型未必最适合用户的需要。随着工业产品越来越多，产品尺寸变化越来越大，为了提高竞争力，用户需要根据自己的产品快速的设计出最优的垛型。本文设计了错位码垛模块和错位码垛规划软件，可以有效的解决上述问题。首先介绍了错位码垛算法的原理，利用该算法自动规划码垛模式，快速的得到用户所需的最优垛型。该垛型满足两个条件：一是使托盘的空间利用率最大；二是垛型最稳定。其次，分析了码垛机器人控制器KeMotion的特点，确定了开发实现错

4、位码垛功能的方案。该方案包括KeTop模板程序的开发、软PLC系统的开发和错位码垛规划软件的开发，其中开发的Ketop模板程序和PLC程序组成了错位码垛模块。借助于码垛机器人控制器及PC机搭建的软硬件开发环境，最终开发出错位码垛模块和错位码垛规划软件。最后，设计了三组交叉实验，验证了最优垛型。实验结果表明，当随意更换包装箱和托盘尺寸时，错位码垛规划软件可以快速的仿真出最优垛型，与错位码垛模块联合使用，使码垛机器人快速的工作。本研究达到了预期的效果，可以满足工厂多产品的需求，对新型码垛机器人的开发提供重要的研究基础。关键词：错位码垛，垛型优

5、化，码垛机器人ABSTRACTThisarticlewasaccomplishedunderthesupportofthethe“Demonstrationandresearchonthekeytechnologyoftheequipmentandmaterialusedforfoodpackaging(2011BAD24B01)--researchontheintelligentprogrammingpalletizingrobot”.Basedonthecharacteristicsofafourshaftpalletizingrob

6、ot,typeDJM1200,thedislocationpalletizingmoduleandsoftwareofthedislocationpalletizingprogrammingwereresearchedanddesigned.Uptonow,palletizingrobothasbeenwidelyusedintheendoftheproductionline,andtheperformanceofpalletizingrobotdependedonitspalletizingability.Mostofthepallet

7、izingrobotworkingprocessisaccomplishedbyteaching,butsuchamethodrequiredcomplexoperation,alotoftime,andthefinalstacktypethatwerestableorunstabledependmainlyontheoperator'sexperience,whichcancausethewasteoftrayspace.Althoughoff-lineprogrammingtechnologyhasbeenachievedingene

8、ralization,itstillrequireshighqualitiesoftheusers,andthestacktypemaynotnecessarilybethemostsuita