裝箱碼垛機器人控制系統的制作方法

本發明涉及一種裝箱碼垛機器人控制系統。

背景技術：

隨著“工業4.0”的提出，以及“中國制造2025”規劃的提出，機械制造加工業和原有的勞動密集型企業開始逐漸轉變，以智能集成的自動化工業設備代替過多的人工，來完成企業高效管理、降低企業運營成本、資源利用率高、生產產品數量和質量高效、降低人工生產過程中因人員疲憊、誤操作造成的不安全因素以及人身損傷；從而助力企業提高整體的綜合競爭力和生存能力。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種智能集成的裝箱碼垛機器人控制系統。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種裝箱碼垛機器人控制系統，包括電氣控制系統、智能控制系統和機器人系統，電氣控制系統包括總進線電源、控制電源、輸入單元、PLC控制單元、機器人控制單元和機器人驅動單元，總進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控制單元與機器人控制單元相連，機器人控制單元與機器人驅動單元相連，智能控制系統包括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觸摸屏用于觀看設備的運行狀態和生產數量。

所述PLC預留以太網接口用于數據上傳便于管理層數據管理和數據分析。

所述機器人系統根據不同的產品參數自動更換機器人抓具，并自我檢測抓具各個活動機構是否正常，根據不同的產品系統自動調整裝箱抓取產品位置和碼垛產品抓取位置，根據產品的參數自行計算產品碼垛所在托盤的位置坐標和裝箱的位置坐標。

本發明一種裝箱碼垛機器人控制系統，解決了產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，為減少運營成本，提高企業智能化生產，解放更多的勞動力，減少在裝箱和碼垛過程中產品積壓、破損、產能低以及人員安全等，從而提升產品產量和質量，節約企業運營成本；本系統在無生產時，自動進入節能休眠狀態，生產時進行喚醒，進入生產狀態，設備進入節能休眠狀態以減少非生產的電能和設備的損耗，以節約生產運營成本；設備操作簡單，集成化程度高，安全節能，解決了生產產品單一的制約，可生產產品種類多，可做到一套系統兼容多種產品的裝箱和碼垛，在調整范圍內做到柔性生產，如果生產線改造也可減少企業因更改生產線帶來的二次投資和追加兼容的問題。

附圖說明

圖1是本發明一種裝箱碼垛機器人控制系統的結構框圖。

圖2是本發明一種裝箱碼垛機器人控制系統的簡易布置圖。

圖3是本發明一種裝箱碼垛機器人控制系統的內部網絡簡圖。

圖4是本發明一種裝箱碼垛機器人控制系統的主電路圖。

圖5是本發明一種裝箱碼垛機器人控制系統的電源回路圖。

圖6是本發明一種裝箱碼垛機器人控制系統的HMI觸摸屏網絡組態圖。

圖7是本發明一種裝箱碼垛機器人控制系統的PLC輸入單元圖。

圖8是本發明一種裝箱碼垛機器人控制系統的PLC輸出單元圖。

具體實施方式

如圖1至圖8所示，裝箱碼垛機器人控制系統，包括電氣控制系統、智能控制系統和機器人系統，電氣控制系統包括總進線電源、控制電源、輸入單元、PLC控制單元、機器人控制單元和機器人驅動單元，總進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控制單元與機器人控制單元相連，機器人控制單元與機器人驅動單元相連，智能控制系統包括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，智能控制系統包括PLC和HMI觸摸屏，通過觸摸屏可以直觀看到設備的運行狀態、生產的數量等等，PLC與觸摸屏通訊采用RS485物理接口進行連接，PLC預留以太網接口用于數據上傳便于管理層數據管理和數據分析，此系統可根據生產不同產品的規格設定不同的參數，以及機器人自動更換抓具和自我檢測，通過PLC將參數傳輸給機器人系統，機器人系統根據不同的產品參數自動更換機器人抓具，并自我檢測抓具各個活動機構是否正常；根據不同的產品系統能自動調整裝箱抓取產品位置和碼垛產品抓取位置；可根據產品的參數自行計算產品碼垛所在托盤的位置坐標和裝箱的位置坐標；此機器人系統有三種運行模式：運行模式一，裝箱加碼垛模式；系統啟動，裝箱信號與碼垛信號，先到先執行，完成后執行下一個；運行模式二，裝箱模式；系統啟動，裝箱信號有，執行裝箱動作，進行連續裝箱；運行模式三，碼垛模式；系統啟動，碼垛信號有，執行碼垛動作，進行連續碼垛；總進線電源向主電路供電，同是提供設備短路保護，過載保護，使設備更安全的運行；開關電源為DC24V，主要給輸入單元、輸出單元、PLC控制單元提供穩定電源，使高低壓電源分隔，從而實現低壓控制高壓，保證設備穩定運行的同時，防止設備帶電，保證工作人員不能意外觸電；開關電源本身具有輸出DC24V電源短路保護功能，短路問題解決后開關電源恢復供電；輸入單元是采集的設備低電平信號，并發送到PLC控制單元；輸出單元采用繼電器無源型控制輸出，能夠增強信號的抗干擾性和穩定性；機器人控制單元包括交流接觸器、機器人控制器等，用于控制動作運算，通訊，預判斷等；機器人驅動單元，包括伺服控制器和絕對值編碼器，用于接收機器人控制器的指令并輸出控制伺服電機；PLC控制單元通過對輸入單元的采集的信號進行分析處理，通過驅動單元實現設備自動化運行、報警、數據記錄、數據傳輸等等；三色報警燈的應用，能夠快速的顯示報警，方便故障查找，并對故障進行分類處理，分為警告、故障，使設備不產生誤報警或不報警；本發明采用的是西門子S7系列PLC控制，輸入輸出信號與機器人信號相對應；裝箱碼垛機器人控制系統的裝箱動作流程：產品選型參數設定-機器人運行模式選擇-機器人自動選擇抓具并檢測-機器人工作范圍的安全門關閉-設備無故障報警-啟動系統-裝箱信號有-機器人進行裝箱動作；碼垛動作流程：產品選型參數設定-機器人運行模式選擇-機器人自動選擇抓具并檢測-碼垛托盤檢測到位-機器人工作范圍的安全門關閉-設備無故障報警-啟動系統-碼垛信號有-機器人進行碼垛動作；機器人的運行模式選擇參照之前所述。