1 项目背景
在选煤厂煤泥水处理过程中，聚丙烯酰胺、尿素等药剂是被最广泛使用的一种。在生产过程中，需要人员手动将药剂进行搬运、拆包等工作。
机器人有对环境状态快速反应的能力，而且还可以进行简单的分析判断，并且能在极端、恶劣的环境中稳定、精确的进行连续不间断作业。因此，工业机器人在多数工业行业中被应用，替代了人工完成作业任务，节省了人力资源。
2 方案综述
针对选煤厂人工搬运、拆包药剂劳动量大的难点，结合选煤厂药剂搬运拆包工艺流程分析，设计和开发供料机器人系统解决方案，可以实现生产过程的无人或少人化改造。机器人系统由机械臂搬运系统、3D视觉定位系统、轨道输送机器人系统及供料系统四部分组成。机械臂搬运系统主要由搬运机械臂及真空吸盘（或夹爪）组成，机械臂搬运系统采用大负载六轴机械臂和真空吸盘。
供料系统主要通过机械臂、3D工业相机、轨道循环输送系统将托盘上的聚丙烯酰胺及明矾分别自动输送至对应的接受料仓中。
在装有聚丙烯酰胺及明矾的储料袋分别堆放至专用托盘上，由人工利用电动叉车将对应的托盘搬运至指定区域放置。基于PLC控制系统，调节现场控制柜，利用区域托盘正上方的3D相机对储料袋进行定位，并将数据传输至机械臂。机械臂接收到来自3D相机的定位信息后，利用前端真空吸盘抓取储料袋运送至一楼拆袋仓正上方。拆袋仓口设置交叉破袋装置，可直接破袋并将对应药剂输送至拆袋仓。拆袋仓下方设置光电感应装置，当搬运料仓挂载于搬运机器人上运动至拆袋仓正下方式，光电感应装置接收信号并控制拆袋仓出料口的控制阀打开出料阀板，物料在重力作用下从拆袋仓输送至搬运料仓，之后由搬运机器人通过循环轨道将搬运料仓输送至二楼对应接收料仓正上方，并通过搬运料仓下端的控制阀打开出料仓口的阀板，完成物料投放。
二楼接收料仓部分设置密封间，密封间内部安装空调，保证密封间内部接受料仓干燥；同时，二楼接受料仓内部设置物位监测装置，实时监测料仓内部物料装填状态，确保料仓正常供料。
3 供料系统
供料系统主要由电动叉车及专用托盘组成，储料袋摆放至托盘上，再由电动叉车将托盘运送至指定区域。系统由两套叉车及40个托盘组成，分别将明矾及聚丙烯酰胺粉剂输送至对应区域，方便后续搬运系统进行搬运。
4 机器人搬运系统
机器人搬运系统主要由搬运机械臂及真空吸盘组成，搬运机械臂采用大负载六轴机械臂，固定式回转基座及大功率伺服电机驱动，配合机械臂前端的真空吸盘将储料袋精准的从托盘移送至进料仓中。
4.1搬运机械臂
搬运机械臂作为机器人搬运系统的核心组件，采用了大负载六轴机械臂，具备卓越的性能参数。该机械臂在持重方面能够处理210kg的负载，臂展达到2674mm，而其重复定位精度更是高达±0.1mm。为适应恶劣的工作环境，尤其是在处理药剂袋的定点吸取和搬运任务时，机械臂采用了固定旋转基座的安装方式。
为了提高系统的可靠性和维护的便捷性，该机械臂的执行机构和控制机构进行了独立安装，确保了控制系统的稳定运行。该机械臂在技术上采用了一系列先进的技术手段，主要包括碰撞检测技术、抖动抑制技术、拖动示教技术、本体高刚度设计技术以及安全区域监控技术。
1) 碰撞检测技术
基于动力学模型开发，满足机器人任意位置安装、碰撞灵敏度白由设置、碰撞后停止或回退可选，更好的保护人机设备安全。
2) 抖动抑制技术
机器人在低速匀速沿轨迹运动时、程序点位距离小短距离频繁加减速时、高速启停时都会产生抖动。EFORT采用先讲技术，通过对减速机、本体结构及传动
