马桶包装箱翻转码垛机械手的设计应用

卞东龙，孟凡召，何运丽

(山东华宇工学院机械工程学院，山东 德州 253034；德州市工业机器人控制重点实验室，山东 德州 253034)

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在卫浴陶瓷生产行业，马桶作为生活必需品占有很大的比重。据前瞻产业研究院发布的《马桶行业市场前瞻与投资规划分析报告》数据统计，2011年，我国马桶产量为3 272万个；2015年，我国马桶产量为7 029万个，2016年，我国马桶产量达到了7 404万个，产量还会逐年增长。

卫浴生产车间经过产品设计、浆料调配、釉料配置、注浆成型、修坯、检坯、施釉、装窑、烧成、检验、包装、入库等步骤，完成了马桶制作的全部环节，其中包装-入库环节中，马桶包装箱的码垛仍然需要人工完成，码垛现场如图1所示。

图1 码垛现场Fig.1 Stacking site

由于马桶自身形状不规则性，在码垛中需要进行翻转动作。人工码垛存在以下几个问题：其一，马桶外形为不规则形，为了减少占地和运输空间，需要将马桶包装箱翻转180°码垛。其二，一般马桶包装箱单重60 kg，产品尺寸较大，一个人搬运缓慢，效率低。其三，包装生产线为多款产品共线，并非所有产品均需翻转，种类较多且杂，若采用单一的翻转机械手，使用率低。其四，产线末端需将共线的多款产品分拣到托盘上，再码垛，搬运码垛跨度大。其五，工作人员存在自身疲劳等因素，在搬运时可能出现意外，造成产品损坏，甚至造成人员受伤。其六，人工码垛规则性不强，码垛过程中可能会发生坍塌，造成生命财产的损失。

为了改善上述问题，研发了一款马桶包装箱翻转码垛机械手系统。……