日本法那科高速重载码垛机器人主要有两个系列,即M-410iB和M-420iB o如图1-3所示为FUNUC码垛机器人。M-410iB系列的负载为160公斤、300公斤和450公斤,属于重载码垛机器人。而M-420iB系列的负载为40公斤和50公斤,属于中型负载码垛机器人。两个系列的重复定位精度均为毫米,法那科码垛机器人最大的特点是配备使用iRVision视觉系统,机器人通过对输送带上的产品迅速图像识别,借助VisionTracking视觉跟踪系统通过控制机器人的运动轨迹,实现对于识别产品的抓取。进行引导完成工件抓取,出色的在线追踪能力能够在搬运过程中很好的适应物料的运行速度,实现对物料的准确搬运。
瑞士ABB公司针对于码垛机器人设计开发了在通用PC平台运行的RobotStudio Palletizing PowerPac编程软件,它对软件使用人员编程能力要求较低,能够使用可视化的界面辅助使用者实现码垛机器人的运动仿真与编程,并且可以根据不同的抓取对象配置不同的夹具,较为显著的节省了码垛作业的编程时间,使得码垛搬运作业效率更高。如图1-4所示,为ABB公司生产研发的IRB460四轴机器人,具有良好的高速码垛能力,普遍用于生产线末端完成码垛任务,工作负载最大支持110公斤,占地空间小,运动速度较快,高于同类机器人15%。
我国的工业机器人产业相对于国外,研究时间比较晚,技术水平参差不齐,关键器件核心技术掌握不足。为了促进国内机器人技术的快速发展,打破国外机器人关键技术的垄断,提高国产机器人的竞争力,哈尔滨工业大学、上海交通大学、沈阳新松机器人公司等高校或者企业,通过积极开发研究与技术探索,增加相关技术的人员培训以及研究经费投入,获得一定的技术突破。
我国的第一台码垛机器人是由哈尔滨工业大学机器人研究所研制成功。采用笛卡尔坐标构建,在生产流水线上成功用于全自动的码垛作业,每次码垛作业可以完成两到三袋产品的抓取,能够每个小时最多完成800次码垛作业。如图1-5所示,为哈工大研制的300千克搬运机器人。上海交通大学针对食品饮料的高速码垛需求,设计了一种具有平行四边形机构的四自由度码垛机器人,最高工作效率可以达到每个小时1600次码垛作业。
沈阳新松机器人公司研发的6自由度关节型工业机器人,拥有垂直关节机器人和水平关节机器人两种产品,其全新SRB360/500A系列机型,如图1-6所示,作为重载级的机器人提供了非常大的作业空间。通过对机器人手臂的合理选材,提高码垛负载能力,最高可达5 00千克;作业范围广,作用半径长达约2525 mm o在作业空间、动力状态等方面皆具有优异的性能参数,SRB360/500A系列机型凭借其更高的模块化、灵活性和质量而保持技术领先。
综上所述,国内码垛机器人研究时间比较晚,掌握核心技术较少,机器人运动控制稳定性以及机械结构工艺的可靠性,使用故障率以及使用寿命,与日、德等制造技术强国存在一定差距。因此,为了促进国内码垛机器人技术的快速发展,不仅需要对机器人结构进行新型结构设计,生产加工工艺优化,而且更需要对控制器核心技术的研发上更进一步,掌握更多的核心技术,争取打破国外机器人关键技术的垄断,提高国产机器人的竞争力。