摘要：板式家具加工电子开料锯与封边机流程之间，电子开料锯生产效率高，板材开料后的规格尺寸各异，电子开料锯开出的物料需要分类运输进行封边，大规格板材人工搬运困难，人工分类运输易出错，人工搬运时也易损坏物料，人工搬运效率低、人力成本越来越高。也有采用电子开料锯与封边机之间连成线的，但是在目前定制家具时代，电子开料锯与封边机之间产能匹配是一个很重要的问题，很容易造成产能过剩，或者不足。工业机器人可以代替人力进行物料的运输。用机械手可以实现物料分类以及上下料的自动化，AGV小车可以实现运输的自动化。整个运输的过程中物料在机械手和小车上不会受到破坏，大大提高了产品质量,而且很容易实现零件之间调度，和产能平衡。
关键词：机械手 AGV 物料运输
- 前言
工业机器人是机电一体化的高技术产品，工业机器人在提高生产自动化水平，劳动生产率，产品质量和经济效益，改善工人劳动条件起到显著的作用。机械手是工业机器人中使用最广泛的，机械手凭借其高灵活度、高耐力度以及高精准度优于人力，机械手可以很高效的实现物料的分类以及物料的上下料的自动化。AGV作为无人搬运小车，在接收指令后可以按照预先导轨并结合纠偏控制技术来实现物料的自动运输。对机械手与AGV小车的联合开发利用，可以实现物料的自动装卸和运输。
2 课题研究内容分析
2.1 工业机器人的发展
工业机器人是集机械、电子及自动化控制等多学科于一体的机械装置，具有强适用性、可靠性高等特点，提高了物料的质量和生产效率，对保障人身安全，改善劳动环境，减少劳动强度有着十分重要的意义。工业机器人广泛应用于汽车、电子、物流等行业，并且工业机器人的应用范围也在随着社会的发展而不断扩大。世界上第一台工业机器人于20世纪60年代在美国诞生。我国工业机器人研究在20世纪70年代才开始，机器人用于自动化生产线在国内起步较晚，但是发展迅速。工业机器人可以自动执行工作，它能够接受人工指挥进行运作，又可以运行预先设定好的程序来实现运作，工业机器人在货物运输、储存、包装和配送等物流运输业中有着很广泛的应用。工业机器人种类繁多，其中最常用的是机械手，随着社会的进步，AGV小车也不断的受到广大使用。20世际60年代美国首次制造了用于搬运作业的工业机器人，搬运方面主要是机械手，现在应用较多的是六轴搬运机器人和四轴搬运机器人。六轴搬运机器人主要用于重物搬运作业，主要在汽车、机械制造及建材等行业应用；四轴机器人由于其运动轨迹近乎直线，但可高速作业，主要用于高速码垛和包装，主要在电子、食品及医药行业中应用。AGV小车是20世纪50年代发展起来的智能搬运机器人，成为现代工业自动化物流系统中的关键设备。AGV小车承载能力大、工作效率高、可靠性高，有较好的柔性和系统拓展性。世界上第一台AGV是1953年在美国制造的，上个世纪50年代末到60年代初期，已经有多种类型的AGV小车应用于工厂和仓库。AGV在也随着发展制造业中得到应用。随着电子和信息技术的快速发展，AGV小车也朝着智能化方向普遍发展。我国起步较晚，我国AGV最开始通过引进国外技术或者产品代理来做的，近几年随着人工成本不断上升，出现了AGV热潮，一些新技术新设备新发明的出现，使得AGV进入很多企业。目前国内外AGV市场主要集中在比如烟草、汽车制造、汽车零部件、制药和报纸印刷等行业的高端市场。国外工业机器人在运输搬运中的使用总体上比国内先进、普遍，应用化程度比国内高。目前在发达国家，工业机器人自动化生产线成套设备已经成为主流，国外的汽车行业、工程机械行业、电子电器行业、木材与家具制造运输上已经大量使用工业机器人，保证了产品质量，提高了生产效率，避免了许多人工上的失误以及大量工伤事故，国外也在医药、食品、饮料、化工等行业运输上有广泛应用。国内工业机器人的使用起步较晚，近几年来工业机器人的使用在逐步提高，国内工业机器人主要用于上下料，国内在汽车运输、烟草运输等行业已经得到了大量运用，也在渐渐向服务、医疗等行业进军。目前我国板式家具生产流程中还多采用人工分类运输，我国的板式家具生产企业大多为中小型企业，大多数企业属于劳动密集型企业，人工资源较国外比较廉价，在板式家具生产流程中人工分选以及运输满足生产需求，工业机器人的使用还不是很多。国外的木材与板式家具制造运输上已经得到大量应用。随着各行各业在自动化生产、仓储、运输等领域的不断推进，对工业机器人的应用需求也会是非常大的。工业机器人技术及应用已比较成熟，正朝着模块化、协同化、智能化方向发展。在未来工业机器人研发中，美国、欧洲以及日本等国家和地区都强调了新型人机合作的重要性，强调与人的协同配合。不久的将来，我国板式家具企业将大规模使用工业机器人以及各生产流程中都普遍使用工业机器人作业。
2.2研究现况
目前工业机器人在板式家具运输中的利用还不是很多，但索菲亚、尚品宅配等一些家具企业正在朝工业4.0奔跑，努力实现智能化、无人化工厂。在电子开料锯与封边机间物料作业智能化研究中，本文主要研究机械手的物料识别、分类、抓取、摆放以及AGV小车的运行和定位。在《基于AGV和工业机器人的智能搬运小车的研究》一文中着重讲了机械手与AGV一体的复合型AGV的系统结构、准确定位的实现、货物抓取等内容。从中了解现在AGV小车的循迹以及定位的一些方式，文中AGV小车循迹的方式主要采用了光电扫描技术，可以根据地面上的白色导条，以关键点来辅助实现二维码定位技术，完成AGV小车的循迹和定位；小车采用超声波进行测距以及PSD 进行位置的精确控制，从而实现小车的精确定位。在机械手货物抓取方面采用视觉识别的货物抓取。把相机安装在工业机械手的末端，相机会随机械手一起运动，能识别印在物料上的文字以及图片二维码条形码等信息，从而对物料信息进行获取，以便于下一步的使用。相机同时可以识别物料外框，并能准确测出外框的具体坐标，从而确定物料中心，实现机械手的精准定位和抓取。机械手抓取过程首先需要将机械手运动到预定的姿势，如果没有检测到物料，则需要在附近的区域不断改变机械手姿态以搜索目标，搜索到目标后调整机械手姿态直到能准确夹取目标，最后调用夹取子程序，完成夹取。在《机械手搬运物料精确定位控制系统设计》一文中采用PLC脉冲输出信号控制步进电机沿X轴与Y轴运动，通过发送脉冲的个数实现精确定位的功能这一精确定位控制系统的设计方式。在研究中可以参照采用X轴、Y轴、Z轴三维坐标来实现机械手定位，可以控制机械手将物料摆放到AGV上。机械手的驱动控制需要采用编程手段来进行，机械手的编程控制是研究中的一个难点。在《自动导引车（AGV）控制系统的研究与实现》等一些文献中可以了解到现在AGV的一些设计方案以及运行原理等信息，由于AGV采用已有的，不需要对AGV进行设计，只需了解AGV的运行原理以及控制方式以及对AGV的运行规划。随着企业竞争愈加激烈，生产效率的提高以及人力成本的减小越来越重要，板式家具工业机器人工厂化研究是大势所趋。
3 结论
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