MH50-20机器人码垛和叉车运输作业程序设计开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，随着国民经济的发展，国内机器人的实际应用越来越广泛。其中，物料搬运也是一个主要的应用领域。在各种大规模的生产、仓储系统中，对搬运速度、处理能力等要求越来越高。机器人由于其独有的动作灵活性，可以完成各种作业要求，并灵活的适应任务的变化，很适合于在此种场合应用。

作为物流自动化领域的一门新兴技术，近年来，码垛技术获得了飞速的发展。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，以便使单元化的物垛实现物料的存储、搬运、装卸运输等物流活动。一方面，随着企业的集团化，生产能力的规模化，对码垛机工作能力的要求不断提高，使传统的在线式码垛机向高速化发展；另一方面，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，必须具有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，需要为成千上万的用户按定单配送产品，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70年代末日本将机器人技术用于码垛工艺以来，机器人码垛机的研究开发获得了迅速的发展，柔性、处理速度以及抓取重量不断提高，价格不断下降。

2. 国内外研究现状分析

自20世纪60年代开始即根据物料的特性进行码垛的研究；到了70年代，由于plc的出现及广泛应用于工业现场，使得码垛业得到了飞速的发展。此时，出现了多种多吗形式，如okura生产的各种码垛机，德国mollor公司的高位及低位码垛机，都在世界范围内得到了广泛应用。随着码垛技术的进一步发展，日本在20世纪70年代末开始使用码垛机器人，机器人控制用的计算机不仅可与生产装置及其管理用计算机通过接口进行信息交换，实现更高级形式生产过程自动控制，而且只要调整和改变机器人的程序即可适应码垛形式和码层结构的改变。机器人码垛的这些有点已经引起人们的广泛注意。

目前工业机器人已获得日益广泛的应用，随着成组装运的发展，向货板上装货作业呈现出自动化的发展趋势，出现了搬运机器人，完成硬纸箱、塑料箱、袋装物、油桶、罐头盒等物品堆放与自动搬运等操作；特别是自动化仓库的出现，更加速了这种码垛搬运机器人的广泛应用。80年代，工业发达国家在推广搬运码垛的自动化、机器人化方面取得了显著进展；日本、德国等国家在大批量生产行业广泛使用了搬运机器人。目前，日本已产品化的搬运码垛机器人，最大搬运重量可达300kg，最大工作半径2.5m，最大运动速度0.2m/s，重复定位精度0.5mm。

自20世纪80年代，我国开始大规模的建设耐火材料企业，并多数在80年代末投产，其中大部分码垛设备全部引进以上国外各公司的产品。进入90年代以后，国内开始进行码垛机的研制，目前已初具规模。其中，哈尔滨工业大学机器人研究所及其所属公司哈尔滨博实自动化设备有限责任公司开发研究的码垛设备已经系列化。上海大学研制的用于银行金库的直角坐标型搬运机器人，应用效果也比较好。

3. 研究的基本内容与计划

一、设计任务简介

码垛机器人属于典型的机电一体化高科技产品，它对于企业提高生产效率、增进经济效益、保证产品质量、改善劳动条件、优化作业布局的贡献巨大，其应用的数量和质量标志着企业生产自动化的先进水平。所谓码垛就是按照集成单元化的思想，将输送线或传送带上传输的单一物件，按照一定的堆放模式，一件件地堆码成垛，并实现单元化物垛的搬运、存储、装卸、运输等物流活动。最新型的码垛机器人可同时负责多条输送带、多个货盘和多条出料线进行码垛工作，其码垛的速度和质量是人工码垛方式望尘莫及的。

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4. 研究创新点

借助AutoCAD平台，建立机器人的实体模型，利用ADAMS平台开发机器人码垛作业仿真程序。