在初始位置，Z軸下降50-100mm，接觸到紙箱后，電磁閥接通抽真空，真空度檢測信號反饋給系統(tǒng)，確保吸住紙箱，總用時400ms。

（3）紙箱的碼垛過程（多次釋放過程）

第一次釋放：紙箱被吸住后， X、Y、Z軸可聯動運行到指定位置，隨后Z軸下降100mm，電磁閥斷開，根據要求釋放某幾個吸盤。

第二次釋放：由于不同碼垛規(guī)格，5個紙箱不一定一次都放下，所以再第一次釋放后還需提升Z軸，X、Y軸以及A軸聯動到指定位置，再釋放吸盤。

根據實際情況，最多可能需要3次釋放吸盤才能完成一次碼垛。

（4）機器人系統(tǒng)空載返回初始位置

    機器人放下紙箱后，X、Y、Z快速聯動返回至初始位置，通過傳感器反饋給控制系統(tǒng)到位信號。

三、碼垛順序和時間節(jié)拍分析

1、碼垛順序分析

由于紙箱的外形尺寸不同，萊茵公司設計了5種碼垛規(guī)格，現以其中一例詳細介紹碼垛的順序及過程。

1）  吸盤每次抓取5個紙箱，圖中數字代表第幾次抓取。

2）  按次序碼垛，從第一層至第三層（位置可根據實際優(yōu)化）

3）  受托盤尺寸和紙箱尺寸的限制，有時一次抓取的5個紙箱要分兩到三次在不同的位置擺放。

4）  如此類推一層層碼放到總高度達到要求為止。

2、時間節(jié)拍分析

   根據之前的分析，紙箱碼垛越高所用時間越多，那么我們把5個紙箱搬運到托盤上紙箱的最高層最遠處位置，并完成3次釋放，只要到達這個位置11秒內順利完成，那么就能滿足其它所有位置的搬運。下面是完成一次搬運的完整運動順序：

1）  機器人在初始位置，Z軸下降50mm，接觸到紙箱，用時200ms

2）  等待真空度檢測信號，確保吸盤吸牢紙箱，用時200ms

3）  在工作臺上方，Z軸從800mm需要先提升至最高點。Z軸上升1050mm，最高速度F = 620mm/s，加速度=2.06m/s2，平均速度F = 530mm/s，  用時2000ms

4）  X軸，Y軸和Z軸聯動，同時運動到最遠處。 其中X軸運動1400mm，Y軸運動少于800mm，Z軸升高100mm。由于X軸運動距離遠，速度高，這里僅分析X軸的運動就可以。X軸運動1400mm，最高速度F = 820mm/s，加速度=2.75m/s2，用時2000ms

5）  吸盤釋放紙箱，到此完成第一次放置紙箱， 用時200ms

6）  Z軸上升100mm，最高速度F = 670mm/s，加速度=4.44m/s2， 用時300ms

7）  X軸、Y軸和A軸聯動，運動到下一個位置，同時吸盤轉動90度。 其中X軸和Y軸運動400mm（例子），運動距離遠，平均速度F = 500mm/s，用時800ms

8）  Z軸下降100mm，最高速度F = 670mm/s，加速度=4.44m/s2，用時300ms

9）  吸盤釋放紙箱，到此完成第二次放置紙箱，用時200ms

10）            Z軸再上升100mm，最高速度F = 670mm/s，加速度=4.44m/s2，用時300ms

11）            X軸和Y軸聯動，運動到下一個位置。其中X軸和軸運動400mm（例子），平均速度F = 500mm/s，用時800ms

12）            Z軸下降100mm，最高速度F = 620mm/s，加速度=4.44m/s2，用時300ms

13）            吸盤釋放紙箱，到此完成第三次放置紙箱，用時200ms

14）            X軸和Y軸同時運動回到抓取紙箱處。其中X軸運動大約800mm，運動距離遠，速度高，這類僅分析X軸的運動就可以。X軸運動800mm，最高速度F = 1140mm/s，加速度=3.81m/s2，用時1000ms 由于已沒有負載了，所有運動速度完全可以塊些。

15）            Z軸下降1050mm，返回初始位置。最高速度F = 620mm/s，加速度=2.06m/s2，用時2000ms

在極限情況下，碼垛5個紙箱，總體用時10.6s，平均2.12s/箱，滿足要求。

3、實際優(yōu)化節(jié)拍：

1）第二次搬運最高層的位置時，由于運動距離近了，搬去和運動回來可以再節(jié)省1s

2）在工作臺一下區(qū)域，可以實現3軸聯動，可以節(jié)省Z軸上升或下降時間2-3s

3）碼垛5個紙箱，一般情況下，只需2次釋放就可以全部放置完畢，這樣還可以節(jié)約1.3s

四、結論

      經過反復的抓取釋放及碼垛實驗，本套機器人系統(tǒng)最終實現平均1.94s/箱的搬運碼垛速度。沈陽萊茵機電十幾年來為一些用戶做了一些搬運和碼垛機器人，從中積累了一些經驗。從這些多年的搬運和碼垛應用中可以看出合資公司生產的機器人達到了德國原廠的質量，不僅具有很好的性價比、易操控、易維護、貨期短、而且可靠性高、長期穩(wěn)定運行。今天萊茵機電能幾乎能提供各種紙箱，塑料箱，塑料桶等產品的搬運，碼垛等。按要求提供各種結構形式，多種規(guī)格，不同托盤供給方式的搬運碼垛機器人，可以應用包裝、各種生產過程中物流、倉儲、機床上下料等行業(yè)。