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（切到第1頁PPT）各位同學，大家好，歡迎走進《工業(yè)機器人

編程技術》（或《工業(yè)機器人編程與調試》）微課堂。從本次課開始我

們學習工業(yè)機器人的碼垛技術及其應用O

（切到第2頁PPT）在學習工業(yè)機器人碼垛技術及其應用的過程

中，我們將按照下面的工業(yè)機器人碼垛編程流程來執(zhí)行（動作1）：1.

先對碼垛的應用領域進行調查和了解，掌握實際的工業(yè)碼垛應用范圍;

2.基于實際的碼垛應用進行碼垛程序設計；3.對工業(yè)機器人碼垛相關

的指令進行學習和簡單應用；4.通過碼垛相關指令實現碼垛的程序流

程，并進行調試應用。5.最后對碼垛編程進行拓展練習，在以上的學

習基礎上掌握更加熟練的碼垛編程技巧。

（切到第3頁PPT）本節(jié)課我們首先對工業(yè)機器人的碼垛應用領

域進行簡要認識和了解。由于以下學習內容均為工業(yè)機器人的碼垛應

用，因此我們將這類機器人簡稱為碼垛機器人（下同）。

（切到第4頁PPT）工業(yè)機器人進行碼垛作業(yè)在各行各業(yè)都較為

廣泛，具有普遍的應用意義。因此，本節(jié)課從兩個方面進行碼垛應用

的學習。第一方面（動作1）是工業(yè)機器人的碼垛應用，第二方面（動

作2）是工業(yè)機器人碼垛分類及技術難點。

（切到第5頁PPT）下面我們先來學習一下工業(yè)機器人的碼垛應

用，了解碼垛機器人的應用范圍及特點，從較為宏觀的角度了解一下

碼垛機器人。

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我們知道現代工廠越來越多地使用工業(yè)機器人，（動作1）其主要

應用領域有涂膠、焊接、碼垛等，將傳統勞動強度大、工作環(huán)境惡劣

等特點的工作由機器人代替，從而實現了工廠生產產品的經濟性、高

效性和高質量。（動作2）下面我們了解一下都有哪些行業(yè)在使用碼垛

機器人。

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碼垛機器人的應用范圍較為廣泛。在說具體的碼垛應用范圍之前,

還是需要先對碼垛進行一個簡要的定義，碼垛即按照一定的規(guī)則來堆

放物品。通俗地講，就是將物品整齊堆放，便于后續(xù)處理。從定義來

看，碼垛機器人的應用范圍較為廣泛。

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（動作1）在工業(yè)上，從傳統的汽車制造加工（動作2）和機械

加工領域（動作3）,到近年來在冷鏈、物流等行業(yè)發(fā)展迅猛的物流倉

儲作業(yè)（動作4）,再到與我們生活更加貼近的食品行業(yè)（動作5）,

還有近來應用到精密醫(yī)療設備制造行業(yè)及藥房抓藥等作業(yè)（動作6）,

均是碼垛機器人的應用場景，可以說碼垛機器人應用廣泛。

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從上述碼垛機器人的應用場景我們可以看出，碼垛機器人要求作

業(yè)高效、碼垛穩(wěn)定（動作1）,其有兒大特點：1?占地面積小，動作范

圍大，減少廠源浪費（動作2）。2.能耗低，降低運行成本（動作3）。

3.提高生產效率，解放勞動（動作4）。4.改善勞動條件，擺脫有毒、

有害環(huán)境（動作5）,5.柔性高，實現不同物料碼垛（動作6）。6.定位

準確，穩(wěn)定性高（動作7）。

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從碼垛機器人的應用領域及特點出發(fā)，我們在后續(xù)的微課中將總

結并學習其編程特點。但現在我們先來接著了解一下碼垛機器人的分

類及其技術應用難點。

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碼垛機器人（動作1）按照機器人種類的不同可分為以下三類：

（動作2）1.線性運動起重機式，又稱為龍門式碼垛機器人，如

圖所示。從分類的命名及圖中可以看出，此類碼垛機器人是最開始發(fā)

展起來的，只是能夠進行沿X、Y、Z三個方向的線性運動，從結構

上看像龍門，其運動軌跡簡單，編程容易。

（動作3）2.機械臂式，也是我們最常用的碼垛機器人，包括有

SCARA碼垛機器人和關節(jié)式碼垛機器人，如圖所示。SCARA自由度

少，體積小，轉動靈活，可應用3c或食品行業(yè)，而關節(jié)式則可應用

化工、汽車等多個行業(yè)。此類機器人自由度較第一類碼垛機器人要多，

運動更加靈活，應用更加廣泛。

（動作4）3.并聯式碼垛機器人，即DELTA。主要應用在需要進

行快速作業(yè)的場景中。

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學習完碼垛機器人的分類，我們可以從其中了解碼垛機器人的本

體特點，但只有碼垛機器人還是無法應用實際，需要構成碼垛機器人

系統才可以真正進行碼垛作業(yè)。其系統包括有操作機（即機器人本體）,

控制系統，碼垛系統和安全保護裝置，大家可以從右圖中看出其系統

的具體構成，碼垛機器人的系統結構的不同將影響碼垛的作業(yè)過程。

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而碼垛的作業(yè)過程主要受碼垛機器人末端執(zhí)行器的影響。（動作

I）碼垛機器人的末端執(zhí)行器可分為四大類。

（動作2）1.吸附式。視頻中的碼垛機器人使用的末端執(zhí)行器是

雙排吸盤，將產線末端的產品吸附起來放置到棧板上，并進行整齊堆

放，由于使用的是雙排吸盤，一次可吸取多個產品，產品的碼垛效率

大大提高；同時，一個棧板一般堆放有4-5層產品，產品的空間利用

率也大大提升。當碼到作業(yè)要求的產品層數之后將由后續(xù)工序將棧板

移走，并放置空棧板到原位，繼續(xù)進行碼垛作業(yè)。吸附式夾具在碼垛

應用中較為廣泛，使用起來方便快捷，只需要給夾具提供一定壓力的

氣源即可。從視頻中我們發(fā)現碼垛機器人一般位于生產線的末端，將

產線輸送的產品進行整齊堆放；在吸取產品之前，在產線末端由產線

的自動化裝置將產品先行整理，形成雙排產品隊形后，由碼垛機器人

的吸盤進行吸取和放置。從這里我們就可以發(fā)現，碼垛機器人的編程

不僅僅只是碼垛機器人自身，還需要與外圍的設備和環(huán)境進行交互,

在后面的碼垛編程中我們會學習到。

（動作3）2.夾板式。視頻中我們發(fā)現，產品仍然是一個紙箱，

但由于產品的重量不同，這次的末端執(zhí)行器就變成了夾板。因此，夾

板式末端工具一般應用于產品質量較重，體積較大的場景中，同時我

們在碼垛編程中也要實際考慮碼垛產品的重量。從碼垛機器人本體可

以看出，碼垛機器人由于其動作較為簡單，夾取然后放下，并重復該

動作，因此其自由度較其他關節(jié)式機器人要少，一般為4-5個自由度，

降低了成本。（播放到35秒鐘時）我們可以看出，該碼垛機器人是一

個產線兩個棧板，即“一進兩出”，該碼段方式在實際中具有較廣應

用。

（動作4）3.抓取式。在化工、食品等行業(yè)，可能前兩種工具不

太適用，因此我們就出現了抓取夾具，好似一個大爪子。視頻中是一

個化工產品的碼垛過程，該產品體積較大，質量較大，使用抓取夾具

非常適合。我們從這里可以看出，針對不同的碼垛產品，我們要實際

考慮其末端執(zhí)行器，從而最終達到較高的碼垛效率。

（動作5）4.組合式。剛才我們說過，要針對不同產品選用不同

的末端執(zhí)行器，因此有些碼垛應用我們將吸附式和夾板式混合使用，

能夠達到很高的碼垛效率。

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了解了碼垛機器人系統的組成之后，我們可以探討一下碼垛機器

人的技術難點。碼垛的目的是要提高產品的堆放效率，因此我們要考

慮以下前后三點。在設計產線時，我們要考慮碼垛機器人的系統布局,

要進行合理布局才能夠真正實現碼垛高效率.；確定好碼垛機器人的系

統布局之后，要整體思考碼垛的編程邏輯，考慮其碼垛過程的流暢性

和高效率，有時也會將以上兩者結合考慮；最后，我們要設計碼垛的

垛型算法，好的垛型算法能夠提高碼垛效率。我們后面的碼垛編程將

主要圍繞垛型算法進行學習（在屏幕中把集型算法用紅色圈出）。

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以上就是我們本次微課的全部內容，下面我們來進行一下簡要總

結。本次課我們學習了（動作1）碼垛機器人的應用范