码垛机器人代替人工可以进行重复性的物料搬运工作,在自动生产线上具有广阔的应用与发展前景。码垛工艺是指通过对垛的外形尺寸、垛数、层数基本参数设置，对垛的摆放位置进行简单确认就能实现所有垛的整齐摆放。垛是指一个垛即是工件；托盘用于放置垛的物品（区域）；码垛工艺指令数量能支持托盘个数；排样数是可实现种不同的排放方式数量，通常1 层1 种排样；参考点是指第一个垛的摆放位置，以后每个垛的坐标以其为基准进行偏移。本文以卡诺普机器人CRP-S80码垛工作单元为例进行工艺分析与程序设计。.

1 工业机器人双线码垛现场布局图设计

图1 工业机器人双线码垛现场布局图
双线双垛，每个托盘码 10 层，每层码3 包。A 托盘（工艺1），排样1 为奇数层，排样2 为偶数层。B 托盘（工艺2），排样1 为奇数层，排样2 为偶数层。按上述排布，在码每个工艺的垛 1 时，第4 轴都基本不转动；在码每个工艺的垛2、3 时，第4 轴转正90 度或负90 度。这样会在码垛时，会保证较高的运动效率（其它轴最在运动也就在 90 度左右，这样将让每个轴都能达到其最大速度了）。
2外部接口信号设计
（1）、输入信号
X00 手抓夹紧检测信号
X01 A 托盘检测信号
X02 B 托盘检测信号
X03 A 线档板信号检测（表示A 线有料可以抓了）
X04 B 线档板信号检测（表示B 线有料可以抓了）
X05 A 线线体号检测（表示A 线有料来了可以准备抓了）
X06 B 线线体号检测（表示B 线有料来了可以准备抓了）
X07 防护1（A 托盘）检测，无效时表示有物体或人员干涉，不能对该
托盘码垛
X08 防护2（B 托盘）检测，无效时表示有物体或人员干涉，不能对该
托盘码垛。
X09 线体开关控制信号，当该信号有效时线体才能转动。
（2）、输出信号
Y00 抓手控制，有效夹紧，无效松开。受面板M160 控制。
Y01 抓手辊A 转动控制。系统内部PLC 控制，X03 信号有效停止该信
号，同时受X05 控制
Y02 A 线线体转动控制，当X03、X05 都有效时停止该信号（来料太多）。
Y03 抓手辊B 转动控制。系统内部PLC 控制，X04 信号有效停止该信号，
同时受X05 控制
Y04 B 线线体转动控制，当X04、X06 都有效时停止该信号（来料太多）。
Y13 A 线装满指示
Y14 B 线装满指示
Y15 码垛指示灯控制，该信号有效表示正在码垛。
（3）、M 辅助继电器
M350 A 线满标示 ON 表示满
M351 B 线满标示 ON 表示满
M352 A 线托盘移动标示 ON 表示移开
M353 B 线托盘移动标示 ON 表示移开
M354 A 线清托盘
M355 B 线清托盘
M356 B 线有料但是没托盘标志

3 梯形图设计
M160 用来控制抓手，当总停（X09）开起时，A 档信号（X03）没来时，A 抓手辊控制（Y01）有效，反之来料后停止转动；总停（X09）开起时，A 档信号（X03）、A 线体检测信号（X05）没来时，A 线体转动控制（Y02）有效。反之两种感应都有效则停线体；总停（X09）开起时，B 档信号（X05）没来时，B 抓手辊控制（Y03）有效，反之来料后停止转动；当总停（X09）开起时，B 档信号（X04）、B 线体检测信号（X06）没来时，B 线体转动控制（Y04）有效。反之两种感应都有效则停线体。

X01 无效（托盘移走）5 秒后将A线托盘移动标志M352 置位，M354 由程序复位托盘移动标志；X02 无效（托盘移走）5 秒后将B线托盘移动标志M353 置位，M355 由程序复位托盘移动标志：



4 点位分布设计
（1）、A线点位
GP0 为A线取件点
GP1 为A线准备取件点
GP2 过渡点备份（先记录，之后进入工艺在工艺里过渡点）
（2）、B线变量
GP10 为B线取件点
GP11 为B线准备取件点
GP12 过渡点备份（先记录，之后进入工艺在工艺里过渡点）

（3）、A、B线GP点分布侧视图：

图2 A、B线GP点分布图
取件点即能抓袋的位置，准备取件在在取点的正上方（只有Z方向
有偏移），为了确保速度的连贯性，取件点与准备取件点在Z方向距离要大
于300mm。过渡点应该在准备取件点上面，X、Y方向的坐标可适当向托盘做
些量偏移，方便过渡。过渡点是每层提高一个袋的厚度，所以在取点时要注
意确保在码到最高层时不要超过机器人运行高度。准备放件点在放件点的正上方，准备放件点是每层提高一个袋的厚度，所以在取点时要注意确保在码到最高层时不要超过机器人运行高度。

图3 GP点位置俯视图：
5 程序设计
（1）、主程序：
通过上面分析得知B 线要比A 线快很多，所以B 线优先。主程序如下：
Main:
IF M356==OFF 7 上次B 线有料但是没托盘
IF X04==ON 0 B 左线有料
IF X#（2）== ON 1 判断是否有托盘
IF M#（353）==ON 2 B 托盘被移开过5 秒
SET GI#（92） 1 把码垛数置为1
MOVJ VJ=65% GP#11 PL=9 运动到准备取件点
DOUT M#（355）=ON 清除托盘移动标志
Time 200
DOUT M#（355）=OFF 清除托盘移动标志
CALL right 调用B 托盘工艺文件
Else 2 B 托盘没被被移开过
IF M#（351）==OFF 3 B 托盘是否已码垛，ON 的码满
MOVJ VJ=65% GP#11 PL=9 运动到准备取件点
CALL right 调用B 托盘工艺文件
Else 3
DOUT M#（356）=ON
ENDIF 3
ENDIF 2
Else 1
DOUT M#（356）=ON
ENDIF 1
Elsif X03==ON 0 A 线有料
IF X#（1）== ON 4 判断是否有托盘
IF M#（352）==ON 5 A 托盘被移开过5 秒
SET GI#（91） 1 把码垛数置为1
MOVJ VJ=65% GP#1 PL=9 运动到准备取件点
DOUT M#（354）=ON 清除托盘移动标志
Time 200
DOUT M#（354）=OFF 清除托盘移动标志
CALL left 调用A 托盘工艺文件
Else 5 A 托盘没被被移开过
IF M#（350）==OFF 6 A 托盘是否已码垛，ON 的码满
MOVJ VJ=65% GP#1 PL=9 运动到准备取件点
CALL left 调用A 托盘工艺文件
ENDIF 6
ENDIF 5
ENDIF 4
ENDIF 0
Else 7 上次B 线有料但是没托盘,就判断A 线是否需搬
DOUT M#（356）=OFF 清上次B 线有料但是没托盘标志
Endif 7