本發(fā)明涉及一種裝箱碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著“工業(yè)4.0”的提出，以及“中國制造2025”規(guī)劃的提出，機(jī)械制造加工業(yè)和原有的勞動密集型企業(yè)開始逐漸轉(zhuǎn)變，以智能集成的自動化工業(yè)設(shè)備代替過多的人工，來完成企業(yè)高效管理、降低企業(yè)運(yùn)營成本、資源利用率高、生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量高效、降低人工生產(chǎn)過程中因人員疲憊、誤操作造成的不安全因素以及人身損傷；從而助力企業(yè)提高整體的綜合競爭力和生存能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種智能集成的裝箱碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種裝箱碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括電氣控制系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)和機(jī)器人系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)包括總進(jìn)線電源、控制電源、輸入單元、PLC控制單元、機(jī)器人控制單元和機(jī)器人驅(qū)動單元，總進(jìn)線電源與控制電源相連，控制電源分別與輸入單元相連和PLC控制單元相連，輸入單元與PLC控制單元相連，PLC控制單元與機(jī)器人控制單元相連，機(jī)器人控制單元與機(jī)器人驅(qū)動單元相連，智能控制系統(tǒng)包括PLC和HMI觸摸屏，PLC與HMI觸摸屏連接。

所述控制電源包括DC24V電源、AC220V電源和AC380V動力電源。

所述HMI觸摸屏用于觀看設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)量。

所述PLC預(yù)留以太網(wǎng)接口用于數(shù)據(jù)上傳便于管理層數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析。

所述機(jī)器人系統(tǒng)根據(jù)不同的產(chǎn)品參數(shù)自動更換機(jī)器人抓具，并自我檢測抓具各個(gè)活動機(jī)構(gòu)是否正常，根據(jù)不同的產(chǎn)品系統(tǒng)自動調(diào)整裝箱抓取產(chǎn)品位置和碼垛產(chǎn)品抓取位置，根據(jù)產(chǎn)品的參數(shù)自行計(jì)算產(chǎn)品碼垛所在托盤的位置坐標(biāo)和裝箱的位置坐標(biāo)。

本發(fā)明一種裝箱碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)，解決了產(chǎn)品由人工裝箱和碼垛的不安全、速度慢、綜合效率低、換型慢、人工成本高，為減少運(yùn)營成本，提高企業(yè)智能化生產(chǎn)，解放更多的勞動力，減少在裝箱和碼垛過程中產(chǎn)品積壓、破損、產(chǎn)能低以及人員安全等，從而提升產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，節(jié)約企業(yè)運(yùn)營成本；本系統(tǒng)在無生產(chǎn)時(shí)，自動進(jìn)入節(jié)能休眠狀態(tài)，生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行喚醒，進(jìn)入生產(chǎn)狀態(tài)，設(shè)備進(jìn)入節(jié)能休眠狀態(tài)以減少非生產(chǎn)的電能和設(shè)備的損耗，以節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)營成本；設(shè)備操作簡單，集成化程度高，安全節(jié)能，解決了生產(chǎn)產(chǎn)品單一的制約，可生產(chǎn)產(chǎn)品種類多，可做到一套系統(tǒng)兼容多種產(chǎn)品的裝箱和碼垛，在調(diào)整范圍內(nèi)做到柔性生產(chǎn)，如果生產(chǎn)線改造也可減少企業(yè)因更改生產(chǎn)線帶來的二次投資和追加兼容的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種裝箱碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明一種裝箱碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)的簡易布置圖。

圖3是本發(fā)明一種裝箱碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)簡圖。

圖4是本發(fā)明一種裝箱碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)的主電路圖。

圖5是本發(fā)明一種裝箱碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)的電源回路圖。

圖6是本發(fā)明一種裝箱碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)的HMI觸摸屏網(wǎng)絡(luò)組態(tài)圖。

圖7是本發(fā)明一種裝箱碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)的PLC輸入單元圖。

圖8是本發(fā)明一種裝箱碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)的PLC輸出單元圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖8所示，裝箱碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括電氣控制系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)和機(jī)器人系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)包括總進(jìn)線電源、控制電源、輸入單元、PLC控制單元、機(jī)器人控制單元和機(jī)器人驅(qū)動單元，總進(jìn)線電源與控制電源相連，控制電源分別與輸入單元相連和PLC控制單元相連，輸入單元與PLC控制單元相連，PLC控制單元與機(jī)器人控制單元相連，機(jī)器人控制單元與機(jī)器人驅(qū)動單元相連，智能控制系統(tǒng)包括PLC和HMI觸摸屏，PLC與HMI觸摸屏連，控制電源包含DC24V電源、AC220V電源和AC380V動力電源，智能控制系統(tǒng)包括PLC和HMI觸摸屏，通過觸摸屏可以直觀看到設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)的數(shù)量等等，PLC與觸摸屏通訊采用RS485物理接口進(jìn)行連接，PLC預(yù)留以太網(wǎng)接口用于數(shù)據(jù)上傳便于管理層數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析，此系統(tǒng)可根據(jù)生產(chǎn)不同產(chǎn)品的規(guī)格設(shè)定不同的參數(shù)，以及機(jī)器人自動更換抓具和自我檢測，通過PLC將參數(shù)傳輸給機(jī)器人系統(tǒng)，機(jī)器人系統(tǒng)根據(jù)不同的產(chǎn)品參數(shù)自動更換機(jī)器人抓具，并自我檢測抓具各個(gè)活動機(jī)構(gòu)是否正常；根據(jù)不同的產(chǎn)品系統(tǒng)能自動調(diào)整裝箱抓取產(chǎn)品位置和碼垛產(chǎn)品抓取位置；可根據(jù)產(chǎn)品的參數(shù)自行計(jì)算產(chǎn)品碼垛所在托盤的位置坐標(biāo)和裝箱的位置坐標(biāo)；此機(jī)器人系統(tǒng)有三種運(yùn)行模式：運(yùn)行模式一，裝箱加碼垛模式；系統(tǒng)啟動，裝箱信號與碼垛信號，先到先執(zhí)行，完成后執(zhí)行下一個(gè)；運(yùn)行模式二，裝箱模式；系統(tǒng)啟動，裝箱信號有，執(zhí)行裝箱動作，進(jìn)行連續(xù)裝箱；運(yùn)行模式三，碼垛模式；系統(tǒng)啟動，碼垛信號有，執(zhí)行碼垛動作，進(jìn)行連續(xù)碼垛；總進(jìn)線電源向主電路供電，同是提供設(shè)備短路保護(hù)，過載保護(hù)，使設(shè)備更安全的運(yùn)行；開關(guān)電源為DC24V，主要給輸入單元、輸出單元、PLC控制單元提供穩(wěn)定電源，使高低壓電源分隔，從而實(shí)現(xiàn)低壓控制高壓，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，防止設(shè)備帶電，保證工作人員不能意外觸電；開關(guān)電源本身具有輸出DC24V電源短路保護(hù)功能，短路問題解決后開關(guān)電源恢復(fù)供電；輸入單元是采集的設(shè)備低電平信號，并發(fā)送到PLC控制單元；輸出單元采用繼電器無源型控制輸出，能夠增強(qiáng)信號的抗干擾性和穩(wěn)定性；機(jī)器人控制單元包括交流接觸器、機(jī)器人控制器等，用于控制動作運(yùn)算，通訊，預(yù)判斷等；機(jī)器人驅(qū)動單元，包括伺服控制器和絕對值編碼器，用于接收機(jī)器人控制器的指令并輸出控制伺服電機(jī)；PLC控制單元通過對輸入單元的采集的信號進(jìn)行分析處理，通過驅(qū)動單元實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動化運(yùn)行、報(bào)警、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊?；三色?bào)警燈的應(yīng)用，能夠快速的顯示報(bào)警，方便故障查找，并對故障進(jìn)行分類處理，分為警告、故障，使設(shè)備不產(chǎn)生誤報(bào)警或不報(bào)警；本發(fā)明采用的是西門子S7系列PLC控制，輸入輸出信號與機(jī)器人信號相對應(yīng)；裝箱碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)的裝箱動作流程：產(chǎn)品選型參數(shù)設(shè)定-機(jī)器人運(yùn)行模式選擇-機(jī)器人自動選擇抓具并檢測-機(jī)器人工作范圍的安全門關(guān)閉-設(shè)備無故障報(bào)警-啟動系統(tǒng)-裝箱信號有-機(jī)器人進(jìn)行裝箱動作；碼垛動作流程：產(chǎn)品選型參數(shù)設(shè)定-機(jī)器人運(yùn)行模式選擇-機(jī)器人自動選擇抓具并檢測-碼垛托盤檢測到位-機(jī)器人工作范圍的安全門關(guān)閉-設(shè)備無故障報(bào)警-啟動系統(tǒng)-碼垛信號有-機(jī)器人進(jìn)行碼垛動作；機(jī)器人的運(yùn)行模式選擇參照之前所述。