在(zai)很多產(chan)(chan)品的生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)過程中(zhong)，用機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)來(lai)完成一(yi)些生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工(gong)序，不僅能提(ti)高(gao)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)效率，降低(di)成本(ben)(ben)，更能提(ti)高(gao)產(chan)(chan)品質量。例如(ru)在(zai)ESTEE LAUDER公司的唇膏生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)過程中(zhong)，要把(ba)唇膏和外殼從拖盤(pan)(pan)中(zhong)取(qu)出(chu)，再(zai)把(ba)唇膏整潔準確地裝入(ru)殼內，并蓋(gai)好蓋(gai)及擰緊，最后把(ba)成品唇膏放入(ru)另一(yi)拖盤(pan)(pan)中(zhong)。還(huan)有(you)在(zai)許多手機(ji)(ji)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)過程中(zhong)，在(zai)一(yi)個(ge)托盤(pan)(pan)上整齊地放置一(yi)些裝有(you)手機(ji)(ji)外殼、印刷電路板、用塑料袋包裝好的顯示部件。機(ji)(ji)器(qi)(qi)手爪把(ba)它們一(yi)個(ge)一(yi)個(ge)地抓取(qu)到(dao)傳送帶(dai)上，以(yi)(yi)便進行下一(yi)步處理(li)，并在(zai)最后把(ba)已經空的托盤(pan)(pan)搬到(dao)空托盤(pan)(pan)摞(luo)上。這類碼垛(duo)機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)被(bei)廣泛(fan)應(ying)用在(zai)醫藥、包裝、儀表(biao)裝配(pei)、繼電器(qi)(qi)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)等眾(zhong)多行業，因其(qi)結構和工(gong)作原理(li)非常(chang)類似，而且都以(yi)(yi)直(zhi)角坐(zuo)(zuo)標機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)為基礎，所(suo)以(yi)(yi)本(ben)(ben)文先簡(jian)介直(zhi)角坐(zuo)(zuo)標機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)，再(zai)介紹標準碼垛(duo)機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)及一(yi)應(ying)用案(an)例。

一(yi)，直角坐標機器人
直(zhi)(zhi)角(jiao)(jiao)坐(zuo)標(biao)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)主要由(you)幾個直(zhi)(zhi)線(xian)運(yun)(yun)動(dong)軸(zhou)組(zu)成(cheng)，通常分別對應直(zhi)(zhi)角(jiao)(jiao)坐(zuo)標(biao)系中的(de)(de)(de)X軸(zhou)，Y軸(zhou)和(he)Z軸(zhou)。在絕大多數情況下(xia)直(zhi)(zhi)角(jiao)(jiao)坐(zuo)標(biao)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)的(de)(de)(de)各個直(zhi)(zhi)線(xian)運(yun)(yun)動(dong)軸(zhou)間的(de)(de)(de)夾角(jiao)(jiao)為直(zhi)(zhi)角(jiao)(jiao)，通常X軸(zhou)和(he)Y軸(zhou)是(shi)水平面內(nei)運(yun)(yun)動(dong)軸(zhou)，Z軸(zhou)是(shi)上(shang)下(xia)運(yun)(yun)動(dong)軸(zhou)。直(zhi)(zhi)角(jiao)(jiao)坐(zuo)標(biao)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)的(de)(de)(de)核心部件是(shi)直(zhi)(zhi)線(xian)運(yun)(yun)動(dong)軸(zhou)，它是(shi)由(you)精制鋁型材、齒形帶(dai)、直(zhi)(zhi)線(xian)運(yun)(yun)動(dong)導軌和(he)伺服電機(ji)(ji)(ji)等(deng)組(zu)成(cheng)。單(dan)根運(yun)(yun)動(dong)軸(zhou)標(biao)準最大行(xing)程為5600mm，負載1~200公斤，定位(wei)精度(du)0.05mm，最高運(yun)(yun)動(dong)速(su)度(du)8米/秒。按(an)(an)照具(ju)體應用對定位(wei)精度(du)，有效行(xing)程，運(yun)(yun)行(xing)速(su)度(du)和(he)負載大小，運(yun)(yun)動(dong)方式(shi)(shi)等(deng)來(lai)選擇相應的(de)(de)(de)導軌，并組(zu)合(he)(he)成(cheng)相應形式(shi)(shi)的(de)(de)(de)多維(wei)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)來(lai)完成(cheng)特(te)(te)定的(de)(de)(de)任(ren)務。按(an)(an)其結構形式(shi)(shi)有30多種二維(wei)和(he)三(san)維(wei)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)，還可以在Z軸(zhou)上(shang)加上(shang)一個或兩個旋轉(zhuan)軸(zhou)，構成(cheng)四維(wei)和(he)五維(wei)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)。 多臺直(zhi)(zhi)角(jiao)(jiao)坐(zuo)標(biao)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)按(an)(an)特(te)(te)定的(de)(de)(de)組(zu)合(he)(he)構成(cheng)，同步(bu)完成(cheng)特(te)(te)定的(de)(de)(de)任(ren)務。碼(ma)垛(duo)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)是(shi)最常見(jian)的(de)(de)(de)組(zu)合(he)(he)，針對不同的(de)(de)(de)應用形成(cheng)多種標(biao)準形式(shi)(shi)的(de)(de)(de)碼(ma)垛(duo)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)。

二 碼垛機(ji)器(qi)人結構 德(de)國百格拉公司在20年的應用中(zhong)(zhong)形成(cheng)了一些標準化系列碼垛機(ji)器(qi)人。這(zhe)類(lei)碼垛機(ji)器(qi)人主要用于(yu)在自動化生產過(guo)程中(zhong)(zhong)執行大批(pi)量工(gong)件的搬運(yun)，加工(gong)處理及轉移(yi)等任務(wu)。每個碼垛機(ji)器(qi)人有兩摞(luo)(luo)或三摞(luo)(luo)托(tuo)盤(pan)，每摞(luo)(luo)托(tuo)盤(pan)的數量和(he)尺寸隨應用而定。下面(mian)以WMS型機(ji)器(qi)人為例來(lai)加于(yu)分析和(he)介紹(shao)。
圖1中，A摞(luo)托(tuo)盤(pan)中最(zui)上(shang)(shang)層的(de)那(nei)個(ge)托(tuo)盤(pan)被抬起并移動到(dao)(dao)(dao)(dao)水平位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)，此(ci)時(shi)(shi)托(tuo)盤(pan)及(ji)部件的(de)裝(zhuang)載(zai)或卸載(zai)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)可(ke)以(yi)通(tong)過自(zi)由(you)編(bian)程(cheng)來(lai)實現，一(yi)(yi)個(ge)托(tuo)盤(pan)里(li)(li)的(de)工(gong)(gong)件處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)后(hou)(hou)被放(fang)回(hui)(hui)原處(chu)(chu)(chu)(chu)，當(dang)然也可(ke)以(yi)放(fang)到(dao)(dao)(dao)(dao)另一(yi)(yi)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)。下面描述其原理(li)(li)性(xing)工(gong)(gong)作過程(cheng)，首先用傳送帶(dai)或手推車把一(yi)(yi)摞(luo)托(tuo)盤(pan)送到(dao)(dao)(dao)(dao)A位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)，A摞(luo)托(tuo)盤(pan)存放(fang)要(yao)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)工(gong)(gong)件。通(tong)過工(gong)(gong)裝(zhuang)使(shi)(shi)A摞(luo)托(tuo)盤(pan)精確(que)定(ding)位(wei)(wei)(wei)，手爪（Gripper）在導(dao)軌(gui)(gui)Y軸的(de)帶(dai)動下下降到(dao)(dao)(dao)(dao)最(zui)上(shang)(shang)面拖(tuo)(tuo)盤(pan)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)，手爪合(he)抓(zhua)緊(jin)拖(tuo)(tuo)盤(pan)，然后(hou)(hou)升高到(dao)(dao)(dao)(dao)固定(ding)高度后(hou)(hou)停止(zhi)。此(ci)時(shi)(shi)由(you)另外一(yi)(yi)臺2維XZ軸機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)對(dui)托(tuo)盤(pan)里(li)(li)的(de)工(gong)(gong)件進(jin)(jin)(jin)行處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)。 通(tong)常是取出工(gong)(gong)件到(dao)(dao)(dao)(dao)另一(yi)(yi)個(ge)工(gong)(gong)作位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)上(shang)(shang)進(jin)(jin)(jin)一(yi)(yi)步處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)，處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)完(wan)(wan)畢(bi)(bi)后(hou)(hou)再(zai)放(fang)回(hui)(hui)拖(tuo)(tuo)盤(pan)里(li)(li)原來(lai)的(de)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)。 待整個(ge)拖(tuo)(tuo)盤(pan)里(li)(li)的(de)工(gong)(gong)件全(quan)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)完(wan)(wan)后(hou)(hou)，這(zhe)時(shi)(shi)導(dao)軌(gui)(gui)X軸移動，將(jiang)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)完(wan)(wan)的(de)托(tuo)盤(pan)送到(dao)(dao)(dao)(dao)B摞(luo)托(tuo)盤(pan)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)，下降后(hou)(hou)放(fang)開B摞(luo)托(tuo)盤(pan)最(zui)上(shang)(shang)面，然后(hou)(hou)原路返回(hui)(hui)，去抓(zhua)取A摞(luo)托(tuo)盤(pan)下一(yi)(yi)個(ge)待處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)托(tuo)盤(pan)。從第一(yi)(yi)個(ge)托(tuo)盤(pan)被處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)完(wan)(wan)畢(bi)(bi)，然后(hou)(hou)送到(dao)(dao)(dao)(dao)B處(chu)(chu)(chu)(chu)，返回(hui)(hui)，再(zai)到(dao)(dao)(dao)(dao)A處(chu)(chu)(chu)(chu)抓(zhua)取第二個(ge)待處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)托(tuo)盤(pan)，上(shang)(shang)升到(dao)(dao)(dao)(dao)對(dui)其可(ke)以(yi)進(jin)(jin)(jin)行處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)，這(zhe)個(ge)過程(cheng)就是拖(tuo)(tuo)盤(pan)交換過程(cheng)，用時(shi)(shi)要(yao)小于(yu)10秒。整個(ge)過程(cheng)可(ke)以(yi)對(dui)導(dao)軌(gui)(gui)X軸、Y軸的(de)運行速(su)(su)度、加速(su)(su)度進(jin)(jin)(jin)行設(she)置(zhi)(zhi)，降低導(dao)軌(gui)(gui)X軸、Y軸的(de)運行時(shi)(shi)間，以(yi)提高效(xiao)率，同時(shi)(shi)還可(ke)沿導(dao)軌(gui)(gui)X方向安裝(zhuang)傳輸(shu)帶(dai)，組(zu)成流水線模式，從而(er)大大提高生產效(xiao)率。為圖1配套的(de)二維機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)由(you)一(yi)(yi)個(ge)X軸和一(yi)(yi)個(ge)Z軸組(zu)成，簡稱XZ機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)。在XZ機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)工(gong)(gong)作中，碼垛機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)的(de)X軸要(yao)配合(he)其工(gong)(gong)作。XZ機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)僅可(ke)以(yi)抓(zhua)取一(yi)(yi)排(pai)或幾排(pai)工(gong)(gong)件，每抓(zhua)完(wan)(wan)一(yi)(yi)排(pai)或幾排(pai)工(gong)(gong)件，碼垛機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)的(de)X軸就要(yao)移動，使(shi)(shi)XZ機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)僅可(ke)以(yi)抓(zhua)取另一(yi)(yi)排(pai)或另幾排(pai)工(gong)(gong)件。如此(ci)重復(fu)到(dao)(dao)(dao)(dao)抓(zhua)取完(wan)(wan)整個(ge)拖(tuo)(tuo)盤(pan)的(de)工(gong)(gong)件。