碼垛機(jī)器人國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀文獻(xiàn)綜述1.1國內(nèi)碼垛機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀概況國內(nèi)的碼垛機(jī)器人是在20世紀(jì)70年代開始進(jìn)行研究和應(yīng)用，起步比較晚并且局限于當(dāng)時的經(jīng)濟(jì)落后，相比于國外的機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用水平，我國在此方面稍顯落后。這些差距主要體現(xiàn)在機(jī)器人產(chǎn)品應(yīng)用工程可靠性低，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用規(guī)模，應(yīng)用領(lǐng)域狹窄。在改革開放以后隨著經(jīng)濟(jì)的慢慢發(fā)展，國內(nèi)對機(jī)器人的研究才有了進(jìn)一步的發(fā)展[5]。據(jù)2019年機(jī)器人市場規(guī)模統(tǒng)計報告顯示，全球機(jī)器人資產(chǎn)達(dá)到299.1億美元。其中中國機(jī)器人資產(chǎn)達(dá)到86.8億美元，五年間平均增長率為20.9％。由此報告可見中國機(jī)器人市場規(guī)模突飛猛進(jìn)，有很光明的前景。《中國制造2025》戰(zhàn)略提出之后，我國許多現(xiàn)代制造企業(yè)開始引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和工藝，更新先進(jìn)制造裝備，工業(yè)自動化水平趨于智能化，網(wǎng)絡(luò)化、集成化。其中工業(yè)機(jī)器人發(fā)揮著不可替代的作用，市場對工業(yè)機(jī)器人的需求也越來越大[6]。沈陽新松機(jī)器自動化股份有限公司生產(chǎn)的機(jī)器人種類主要涵蓋了清潔機(jī)器人、打磨機(jī)器人、特種機(jī)器人等[7]。2018冬奧會閉幕式上，24臺移動機(jī)器人完美的演出展示出了我國機(jī)器人的技術(shù)水平，震撼了全世界。該公司研發(fā)的全新SRB360/500A系列機(jī)型作為重載級的機(jī)器人，承受負(fù)載重量為500kg，工作半徑可達(dá)3160mm，提供了非常大的作業(yè)空間，如圖1.1所示。圖1.1新松機(jī)器人Fig.1.1SIASUNrobot沃迪智能公司開發(fā)出了TPR系列碼垛機(jī)器人，如圖1.2所示。TPR系列碼垛機(jī)器人具有獨(dú)特的線性執(zhí)行機(jī)構(gòu)，簡單操作界面制定的末端執(zhí)行器，節(jié)能環(huán)保的手臂采用高強(qiáng)度鋁合金設(shè)計制造，位置重復(fù)精度為±0.5mm，承載能力達(dá)到300kg[8]。整體生產(chǎn)效率極高，有實(shí)時現(xiàn)場監(jiān)控功能進(jìn)行高精度現(xiàn)場動作仿真。圖1.2TPR系列機(jī)器人Fig.1.2TPRseriesrobots埃斯頓自動化集團(tuán)是中國擁有完全自主核心技術(shù)的國產(chǎn)機(jī)器人主流上市公司之一。其工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品包括六軸通用機(jī)器人、四軸碼垛機(jī)器人、SCARA機(jī)器人、DELTA機(jī)器人、伺服機(jī)械手等系列及其自動化工程完整解決方案；上述產(chǎn)品現(xiàn)已應(yīng)用到機(jī)床、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、電子機(jī)械等機(jī)械裝備的自動化控制，以及焊接、機(jī)械加工、搬運(yùn)、裝配、分揀、噴涂等領(lǐng)域的智能化生產(chǎn)，如圖1.3所示。圖1.3埃斯頓工業(yè)機(jī)器人Fig.1.3ESTUNrobots目前我國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已形成了一定的規(guī)模，通行型碼垛機(jī)器人產(chǎn)量也占據(jù)市場一定的地位。而機(jī)器人技術(shù)結(jié)合在傳輸、碼垛作業(yè)中某些特定工作環(huán)境，對工件或包獲取形狀和定位精度的研究和應(yīng)用較少，還有待進(jìn)一步研究。1.2國外碼垛機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀概況雖然第一臺工業(yè)機(jī)器人誕生于美國，但日本和瑞典是世界上最早研制碼垛機(jī)器人的國家，日本是機(jī)器人研制較早、技術(shù)較為先進(jìn)的國家，它的機(jī)器人出口到世界各地并得到廣泛應(yīng)用。在20世紀(jì)70年代末，日本開始研究碼垛機(jī)器人技術(shù)，雖然起步晚，但是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展卻突飛猛漲[9]。日本安川電機(jī)公司（YASKAWA)已有40多年的機(jī)器人研發(fā)生產(chǎn)歷史，從1977年生產(chǎn)出首臺電動機(jī)器人開始到至今在全球已生產(chǎn)13多萬臺機(jī)器人。日本的福意公司（FUJIACE)，在20世界80年代初生產(chǎn)了第一臺碼垛機(jī)器人。該公司研發(fā)的碼垛機(jī)器人，如圖1.3所示，碼垛能力達(dá)到了每小時1600次的速度，最大承載能力可以達(dá)到500kg，重復(fù)定位精度±0.1mm。瑞典的ABB機(jī)器人公司是全球500強(qiáng)企業(yè)，機(jī)器人制造方面已經(jīng)在世界上形成最大的規(guī)模，制造的產(chǎn)量、種類、裝機(jī)量是其他公司無法比擬的[10]。ABB碼垛機(jī)器人如圖1.5所示。最新研發(fā)的大功率機(jī)器人IRB76000，重復(fù)定位精度為±0.2mm，負(fù)載能力為650kg，具有卓越的性能。ABB公司推出的PalleWizard軟件，可以主動地生成工作時所需要的程序，且包含有易于操作的的離線編程和模擬軟件，贏得了機(jī)器人市場的一致好評[11]。圖1.4FUJI碼垛機(jī)器人Fig.1.4FUJIpalletizingrobot圖1.5ABB碼垛機(jī)器人Fig.1.5ABBpalletizingrobot波士頓動力公司成立于1992年，主要開展機(jī)器人相關(guān)研究工作，其目標(biāo)是打造像人或動物那樣，能夠在現(xiàn)實(shí)世界中靈活工作的智能機(jī)器人。據(jù)美國科技媒體TheVerge報道，機(jī)器人公司波士頓動力（BostonDynamics）公布了一款可以在倉庫里搬運(yùn)紙箱的機(jī)器人。這款機(jī)器人是2017款Handle機(jī)器人的改進(jìn)款。而新版效果進(jìn)一步提升，可以在倉庫里自動裝卸紙箱。波士頓動力稱，Handle最多可以提起30磅的紙箱，這些紙箱的堆疊深度最大為4英尺（1.2米），高度最大5.5英尺（1.68米），如圖1.6所示。內(nèi)置的視覺系統(tǒng)可以幫助Handle找到紙箱，抓起后堆疊到其它紙箱上方，可以碼放的整整齊齊。圖1.6Handle機(jī)器人改進(jìn)款Fig.1.6BostonDynamicspalletizingrobot參考文獻(xiàn)蔡自興.機(jī)器人學(xué)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009.熊友倫.機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,1996.周文婷,孟凡文,王海亮.基于MODBUS-TCP協(xié)議的視覺系統(tǒng)、PLC與工業(yè)機(jī)器人通信設(shè)計[J].電子世界,2020(21)132-133+137.崔晶.移動式袋裝貨物碼垛機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計與動力學(xué)分析[D].遼寧：沈陽工業(yè)大學(xué),020.唐海亮,張強(qiáng),魏占勝,王炟.基于ADAMS和Solidworks軟件對碼垛機(jī)器人運(yùn)動響應(yīng)特性分析[J].河北農(nóng)機(jī),2020(08).VolkerK.Shortcycletimeandgreatflexibility:robotgantrymachinefromABBservesproductionlineefficiently[J].Aluminium,2012,88(5):70-71.崔久好.工業(yè)機(jī)器人碼垛功能的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].中阿科技論壇(中英文),2021(01).李祥瑞,王淑敏,李琪.中國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及領(lǐng)先企業(yè)專利布局分析[J].中國發(fā)明與專利,2019(02).王偉．生產(chǎn)線上零件抓取過程中位姿的視覺識別系統(tǒng)開發(fā)[D]．大連：大連工業(yè)大學(xué)，2017．陳啟愉,吳智恒.全球工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史簡評[J].機(jī)械制造,2017(07).MurashovV,HearlF,HowardJ.Workingsafelywithrobotworkers:RecommendationsforthenewWorkplace[J].JournalofOccupa