本發(fā)明涉及一種碼垛技術領域，特別涉及一種基于配方型的碼垛機器人控制方法。

背景技術：

碼垛系統(tǒng)屬于自動化包裝機械的后道系統(tǒng)，其作用是將裝箱并封箱以后的紙箱以一定的碼形式式進行存儲。按照碼垛系統(tǒng)的自動化程度，碼垛系統(tǒng)分為人工碼垛系統(tǒng)和自動化碼垛系統(tǒng)。

隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，以及勞動力成本的不斷增加，以及各地出現(xiàn)的勞工荒，迫使企業(yè)更多的考慮使用自動化的設備，來提高生產(chǎn)速度，降低用工成本，追求利益的最大化，目前，在一些勞動強度大的企業(yè)，機器人碼垛系統(tǒng)是企業(yè)的首選。

機器人碼垛系統(tǒng)操作復雜，客戶對于后道的碼垛的形式要求基本固定，但同一種碼形式式其產(chǎn)品規(guī)格尺寸種類會較多，且每次抓取產(chǎn)品的數(shù)量也會發(fā)生變化，且客戶隨時可能根據(jù)其生產(chǎn)工藝的要求增加碼垛產(chǎn)品的規(guī)格尺寸，因此這就需要我們開發(fā)出一種基于配方選擇的機器人碼垛系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種可以根據(jù)用戶需求調(diào)整碼垛工藝的基于配方型的碼垛機器人控制方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為：一種基于配方型的碼垛機器人控制方法，其創(chuàng)新點在于：包括

對機器人進行關鍵示教點示教的示教步驟；

將碼垛形式數(shù)據(jù)、碼垛位置數(shù)據(jù)、碼垛配方數(shù)據(jù)錄入機器人控制系統(tǒng)的錄入步驟；

從控制系統(tǒng)中選取碼垛位置、碼垛形式、碼垛配方的選擇步驟；

根據(jù)上述步驟所得數(shù)據(jù)運用碼垛算法得出實際碼垛位置的算法步驟。

進一步的，所述示教步驟具體如下：

（1）將示教紙箱放置于紙箱輸送線上，將機器人手動移至吸紙箱示教點，記錄下當前示教點的位置pick-base；

（2）將紙箱吸起，將機器人手動移至碼垛位置，將紙箱放置第一次碼垛位置，記錄下當前示教點的位置put-base。

進一步的，所述錄入步驟中的錄入數(shù)據(jù)可以是根據(jù)現(xiàn)場工藝的要求實時錄入的也可以是事先錄入的創(chuàng)新數(shù)據(jù)或下載數(shù)據(jù)。

進一步的，所述碼垛配方數(shù)據(jù)包括抓取紙箱個數(shù)、紙箱尺寸、碼垛層數(shù)、紙板放置層數(shù)及托盤高度。

進一步的，所述錄入步驟的錄入載體為AB觸摸屏。

進一步的，所述算法步驟具體如下：

（1）定義如下變量：示教紙箱長-base_box_length、示教紙箱寬-base_box_width、示教紙箱高-base_box_height、吸紙箱個數(shù)-num、放置紙板的層數(shù)-paper1、-paper2、-paper3及-paper4、碼垛層數(shù)-layer、碼垛位置-position、實際碼垛紙箱長-box_length、實際碼垛紙箱寬-box_width、實際碼垛紙箱高-box_height、吸紙箱示教點-pick1_base、1#碼垛位紙箱放置示教點-put1_base、2#碼垛位紙箱放置示教點-put2_base，長度差-dl，寬度差-dw，高度差-dh。其中，dl=box_length-base_box_length，dw= box_width- base_box_width，dh= box_height- base_box_width；

（2）根據(jù)機器人世界坐標系的設定原則，計算得機器人在紙箱吸取點的實際坐標Xpick_point1.x= pick1_base.x-dl，第一次碼垛位置的三維坐標Xputbox.x=put1_base.x，Xputbox.y=put1_base.y-dwl，第二次碼垛位置的三維坐標Xputbox.x=put1_base.x，Xputbox.y=put1_base.y-dwl+box_length；

（3）第二層碼垛的實際坐標位置與第一層的實際位置只是在高度上增加一個box_height，其一、二次碼垛位置的x、y坐標值與第一層碼垛相對應的碼垛位置的x、y值相一致；

（4）以此類推，第n層碼垛的實際坐標位置在高度上增加（n-1）*box_height，其一、二次碼垛位置的x、y值與第一層碼垛位置相一致。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

（1）此碼垛系統(tǒng)預先開發(fā)出若干種碼形式式，然后客戶只需根據(jù)其實際生產(chǎn)工藝的情況，選擇所需的碼形式式，同時將產(chǎn)品的規(guī)格尺寸、抓取產(chǎn)品的數(shù)量，紙板放置的設置及碼垛層數(shù)輸入到控制系統(tǒng)里即可實現(xiàn)對應產(chǎn)品的碼垛；機器人碼垛系統(tǒng)的自動化程度和操作的簡便性，解決勞動力成本。

（2）以每種碼垛形式中的一個確定的紙箱作為示教基準，待示教完成以后，對于同種碼垛形式的紙箱，只需輸入對應的產(chǎn)品尺寸及碼垛層數(shù)等參數(shù)，即可實現(xiàn)機器人的自動碼垛。

（3）操作者可以隨時根據(jù)現(xiàn)場工藝的要求，修改這些配方參數(shù)；在此配方界面中，用戶可以直接下載已經(jīng)建立的配方，或者根據(jù)實際生產(chǎn)工藝的要求，修改或者創(chuàng)建新的碼垛配方。

（4）采用AB觸摸屏，方便加載參數(shù)。

（5）該算法預先將各種可能應用到的碼形式寫入機器人碼垛算法之中，提高了機器人碼垛系統(tǒng)的自動化程度和操作的簡便性，提高了生產(chǎn)效率，減少了設備故障的發(fā)生率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種基于配方型的碼垛機器人控制方法的示意圖。

圖2為本發(fā)明一種基于配方型的碼垛機器人控制方法。

具體實施方式

本發(fā)明公開了一種基于配方型的碼垛機器人控制方法，包括

對機器人進行關鍵示教點示教的示教步驟；

將碼垛形式數(shù)據(jù)、碼垛位置數(shù)據(jù)、碼垛配方數(shù)據(jù)錄入機器人控制系統(tǒng)的錄入步驟；

從控制系統(tǒng)中選取碼垛位置、碼垛形式、碼垛配方的選擇步驟；

根據(jù)上述步驟所得數(shù)據(jù)運用碼垛算法得出實際碼垛位置的算法步驟。

此機器人以每種碼垛垛型中的一個確定的紙箱作為示教基準，待示教完成以后，對于同種碼垛垛型的紙箱，只需輸入對應的產(chǎn)品尺寸及碼垛層數(shù)等參數(shù)，即可實現(xiàn)機器人的自動碼垛。

其中示教步驟具體如下：

（1）將示教紙箱放置于紙箱輸送線上，將機器人手動移至吸紙箱示教點，記錄下當前示教點的位置pick-base；

（2）將紙箱吸起，將機器人手動移至碼垛位置，將紙箱放置第一次碼垛位置，記錄下當前示教點的位置put-base；

為了方便用戶對不同的碼垛工藝進行選擇，在選擇步驟中我們開發(fā)出了基于配方形式的碼垛工藝選擇方式，在此配方中，我們將碼垛形式、抓取紙箱個數(shù)、紙箱尺寸、碼垛層數(shù)、紙板放置層數(shù)及托盤高度作為配方參數(shù)，操作者可以隨時根據(jù)現(xiàn)場工藝的要求，修改這些參數(shù)，實現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)的實時錄入，同時配方屬性中擁有配方名稱選項，操作者可以將每種碼垛工藝以與其對應的產(chǎn)品名稱為標準進行固化，這樣，操作者以后只需在配方表中選擇對應的產(chǎn)品名稱，即可完成相應的碼垛工藝參數(shù)的選擇。

在此配方界面中，用戶可以通過AB觸摸屏執(zhí)行錄入步驟，直接下載已經(jīng)建立的配方，或者根據(jù)實際生產(chǎn)工藝的要求，修改或者創(chuàng)建新的碼垛配方。

同時我們在自動運行界面設置有“碼垛位置”、“碼垛層數(shù)”、“碼垛次數(shù)”及“紙箱已堆積數(shù)量”等參數(shù)，用戶可以通過修改這些參數(shù)來實現(xiàn)人工干預碼垛以后重新進行碼垛的功能。

我們以如下所示的碼垛形式為例進行碼垛算法的闡述，根據(jù)機器人世界坐標系的設定原則，如圖1所示，以一個碼垛工藝中的1#碼垛位置2為例，其算法步驟具體如下：

（1）定義如下變量：示教紙箱長-base_box_length、示教紙箱寬-base_box_width、示教紙箱高-base_box_height、吸紙箱個數(shù)-num、放置紙板的層數(shù)-paper1、-paper2、-paper3及-paper4、碼垛層數(shù)-layer、碼垛位置-position、實際碼垛紙箱長-box_length、實際碼垛紙箱寬-box_width、實際碼垛紙箱高-box_height、吸紙箱示教點-pick1_base、1#碼垛位紙箱放置示教點-put1_base、2#碼垛位紙箱放置示教點-put2_base，長度差-dl，寬度差-dw，高度差-dh。其中，dl=box_length-base_box_length，dw= box_width- base_box_width，dh= box_height- base_box_width；

（2）根據(jù)機器人世界坐標系的設定原則，計算得機器人在紙箱吸取點1的實際坐標Xpick_point1.x= pick1_base.x-dl，第一次碼垛位置32的三維坐標Xputbox.x=put1_base.x，Xputbox.y=put1_base.y-dwl，第二次碼垛位置31的三維坐標Xputbox.x=put1_base.x，Xputbox.y=put1_base.y-dwl+box_length；

（3）第二層碼垛的實際坐標位置與第一層的實際位置只是在高度上增加一個box_height，其一、二次碼垛位置的x、y坐標值與第一層碼垛相對應的碼垛位置的x、y值相一致；

（4）以此類推，第n層碼垛的實際坐標位置在高度上增加（n-1）*box_height，其一、二次碼垛位置的x、y值與第一層碼垛位置相一致。

其他碼垛位置，如圖中2#碼垛位置3的碼垛坐標值計算類似于上述碼垛位置的計算。

依據(jù)上述控制方法，開發(fā)出碼垛機器人程序系統(tǒng)架構，由于碼垛機器人執(zhí)行的任務較多，控制邏輯復雜，軟件編程自然就會有難度，所以軟件架構設計非常重要。在硬件工作正常和連線正確的前提下，軟件編程決定任務能否被更穩(wěn)定、更快速地完成。碼垛機器人需要沿著預設的軌跡行走、轉(zhuǎn)彎、抓取產(chǎn)品、放下產(chǎn)品等多種動作，如果程序結構使用順序結構，顯然行不通，因此碼垛機器人主程序系統(tǒng)架構采用分支結構來執(zhí)行，使得系統(tǒng)程序編程變得簡單，有條理，主程序結構圖如圖2所示，其中，“1#碼垛形式”、“2#碼垛形式”、…“M#碼垛形式”為碼垛形式；“1#位置”、“2#位置”為碼垛位置；“N1”、“N2”…“Nn+i+k”為對應的每種機器人碼垛配方，執(zhí)行步驟具體如下：

（1）初始化程序，進入下步；

（2）碼垛形式選擇，若未選擇，繼續(xù)選擇，若已選擇，則進入下步；

（3）碼垛位置選擇，若未選擇，繼續(xù)選擇，若已選擇，則進入下步；

（4）碼垛配方選擇，若未選擇，繼續(xù)選擇，若已選擇，則機器人進入執(zhí)行。

同時機器人碼垛程序還包括示教程序，其中示教程序與主程序的關系為并列關系，示教程序主要用于示教步驟，而主程序則是碼垛的執(zhí)行程序。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。