無人物流-自動疊貨系統

迷你物流系統介紹

在前一節體驗過用滑鼠控制手臂吸盤來堆疊貨物，即便在控制上很直觀但要將貨箱一個個精準疊好，真的不是一件容易的事情，而且堆疊起來的貨物一碰就倒。

那真正的物流作業場景，貨物堆到棧板上之後還要裝到貨車上，一路舟車勞頓才能運到目的地，如果貨物也都是單純向上疊高，還沒到目的地就都倒西歪了，所以在疊貨時一層層的貨箱一定是綜縱橫交錯的堆疊，以達到穩定的目的。

因此本節目標就是要用Dobot機械手臂與吸盤模組，加上雷切迷你貨物棧板套件，來模擬真實物流場景的裝貨流程，並用Blockly程式實現自動化疊貨系統。

要用程式實現自動化，首先就要清楚地知道每個物件的規格，我們限用尺量出迷你貨物跟棧板的尺寸。

迷你貨箱的尺寸是2x3x4cm，而棧板的尺寸是2x10x10cm，剛好與先前在A4紙上繪製的H工作區相吻合，高度也與貨箱平放時等高。

將8個貨箱以2x4cm這一面貼地，靠齊在一起剛好可以堆疊出8x8的正方形範圍，放在H工作區的下半部，每一邊都有1cm寬的緩衝區。

而我們確切的目標如上圖所示，就是要將貨物從地上搬運到棧板上，並且交錯排列，也就是從上左圖變成上右圖。

疊貨路徑規劃

將每個道具的尺寸都設計成整數公分，就是為了能夠精準計算物體在空間中的位置，以下圖呈現第一個要搬運的貨物在平面上前後的位置，並以貨物的正中心標記座標，這個點同時也是吸盤要對準的位置，貨物原本在H區域下半部座標(230,-30)，要將他移動到上半部(220,70)的棧板上，並且方向上還要旋轉90度。

從側面來看，由於加入了棧板有高度差，在規畫路徑上就不能直接從A點到達B點，必須以ㄇ字型的門框路徑來搬運，以面在移動過程中貨物與棧板發成碰撞，因此當吸盤吸住貨物之後先離地40mm，並且在中間這個階段旋轉貨物方向，接著到達指定地點再下降20mm，最後才放開吸盤完成一次搬運。

可以先試著自己拼湊出程式積木，除了多加一個Z軸的維度，需要一點空間感思考一下，想清楚整個運動流程後，其實並不比在平面上畫圖困難。

完成第一次搬運的程式如左下圖所示，在嘗試過後如果還是卡關可以參考，由於跟畫圖時一樣是以桌面高度作為基準，所以程式開始時一樣要將吸盤貼到桌面高度。

成功搬運一次了，但當然不是就這一小段程式就能般完所有的箱子呀，剩下的7個箱子，找出每個箱子搬運前後的座標反而是最麻煩的事情，為了後續更加全面的自動化做鋪路，需要先將目前的程式包裝成[MoveBox]函式，當中的5個參數為，貨物在地面上的座標以(X1,Y1)表示，貨物在棧板上的座標以(X2,Y2)表示，以及旋轉的角度Rot，。

使用上面這段程式，就會依序移動兩個貨物到指定位置，後續的座標就請聰明的讀者找出來，並用多個[MoveBox]函數分別搬運，或者也可以找出貨物擺放規律，用迴圈包住[MoveBox]以進行批次搬運。

如果你覺得目前的任務只是在同一張紙上搬來搬去太無聊了，我們的任務還可以再升級，前一節介紹到手臂的可運動範圍其實有270度，是一個馬蹄形的區域，所以我們還可以在手臂的上下兩側，也就是+-Y的兩區域，再圈出兩個H字型安全工作區，如上圖所示3張A4紙每一張都有一個H字型區域，可以將貨物跟棧板放在不同張紙上，搬運的任務就會變得更有意思。

在三張紙上畫出H字型安全工作區的函式如上圖所示，之前畫的位置落在+X區域，是以plotH2函式所繪製。