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4.1.2 开放式控制器的硬件平台标准 39
4.1.3 软件系统标准 40
4.1.4 几种常见的基于PC的开放式控制器的实现 40
4.2 机器人控制系统硬件设计 41
4.2.1 工控机的主要功能介绍 42
4.2.2 运动控制器介绍 42
4.2.3 伺服系统设计 45
参考文献 46
第一章 绪论
1.1研究背景
1.1.1传统码垛模式
所谓码垛就是按照集成单元化的思想，将一件件的物料按照一定的模式堆码成垛，以便使单元化的物垛实现物料的存储、搬运、装卸运输等物流活动。
码垛有人工码垛和自动码垛之分。80年代前，码垛工作都是由人工堆垛，人工码垛主要应用在物料轻便、物料轻便、尺寸和形状变化大、吞吐量小的场合。当码垛吞吐量在10件/min以上，人们采用一些自动码垛方案来提高码垛效率。自动码垛不仅可以加快物流速度，保护工人的健康和安全而且可以获得整齐一致的物垛，减少物料的损伤，提高叉车的搬运效率，增强处理的柔性。
传统的自动码垛方式主要是为了在吞吐量恒定的情况下，从人机工程学的角度考虑，为了减轻工人在长时间地进行人工码垛作业时的弯腰疲劳和重复劳动疲劳，增加一些符合人机工程学方面的设施，例如托盘操纵机、剪式升降台、工业操作机械手等。
工业操作机械手的操作工况，它用于将单个的物料搬到升降台上，曾常用于搬运较重的物料，使用工业操作机械手，避免了操作者提起物料，大大或轻了操作者的劳动强度。
随着现代化的进程，人们对包装速度的要求越来越高。传统的简单的自动搬运方式不能满足要求，在线式码垛机逐渐成为码垛系统的主要角色。在线码朵机在工作时，通过排层输送机成排。一般地，每层由两排组成，推板先将第一排推到中部缓冲区，然后推板回到起点等待，当第二排形成后，推动第二排前进，当第二排碰到第一排后，第一排受推，直到整层送到滑板门或升降车上。之后，通过一定的装置将成层物料叠放在托盘上或其他层料上。根据进料位置的高低，可将在线式码垛机分为高位式和低位式两种。在线式码垛机以其高速处理能力而著称，随着技术的进步，在线式码垛机的吞吐量不断提高，其向高速化方向发展，图1.1是美国哥伦比亚机械公司生产的型号为QBR200的高位高速码垛机，处理能力达40件/min。近年来，出现了一种模块式高位码垛机，能够同时处理两种完全不目的物料，具有60件/mi n的联合处理速度，通过增加编层和编垛模块，可以实现更多种产品的同时处理。
图 1.1 高位高速搬运机
1.1.2 现代机器人码垛技术
作为物流自动化领域的一门新兴技术，近年来，码垛技术获得了飞速的发展。不管是人工码垛，还是传统的自动码垛技术和在线式码垛机均无法满足现代化企业多品种少批量的产品码垛要求，即缺乏处理多种产品的能力：另外，随着大型物资批发配送中心的出现，需要为成千上万个的用户按定单配送产品。这就要求码垛机具有混合码垛的能力，所有这些，都为机器人码垛机的发展提供了机会，继70年代末日本将机器人技术用于码垛工艺以来，机器人码垛机的研究开发获得了迅速的发展，柔性、处理速度以及抓取重量不断提高，价格不断下降。
近年来，机器人码垛技术发展甚为迅猛，这种发展趋势是和当今制造领域出现的多品种少批量的发展趋势相适应的，机器人码垛机以其柔性工作能力和小占地面积，能够同时处理多种物料和码垛多个料垛，愈来愈受到广大用户的青睐并迅速占据码垛市场。机器入码垛机富有柔性，被广泛用于制造、焊接、装配、码垛作业中；操作更准确，具有定位精度高的特点，目前码垛机器人的定位精度可达0.1mm以上，而在焊接、装配等高要求领域里作业的机器人精度可达微米级：速度更快，如ABB公司在开发具有1200周期/h160kg抓取载荷的名叫FlexPalletizerIRB640码垛机器人。机器人技术在码垛领域中的应用，主要表现在以下几个方面：
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