工业机器人搬运码垛系统的设计与实现(附件)【字数：7206】
传统的搬运码垛工作采用人工搬运的形式，搬运过程中需要许多人力，而且人工搬运的效率也不是很高。在诸多行业都使用自动化设备的今天，搬运码垛使用自动化也是一个必须要完成的工作。本文主要介绍了以ABB机器人为主体的一个机器人工作站，辅以传感器，PLC等等整体协调完成对物品的搬运码垛。码垛机器人的主要优势及好处是可以持续工作，定位准确，码垛整齐，工作效率高。而人则会累，工作效率低。传感器是最好的一个感知设备，可以通过感知光强的变化，来感知机器人末端距工件的距离。依次来判断机器是否到达工件的表面。依次来确定机器人的工作与复位。工作站是一个整体，包含了多个机器的共同协作。只有一个机器是组不成一个工作站的，只有多个机器一起协调工作，才能完成整个工作站。
目录
一、设计理念背景 1
二、工作站的总体设计与要求 1
（一） 机器人在工作中的应用 1
（二） 系统的总体设计方案 2
三、工作站相关硬件的合理选择 1
（一） PLC的硬件选择 1
（二）机器人的选择 2
（三）传感器的使用选择 4
四、工作站系统软件与硬件设计 5
（一）PLC控制系统设计 5
（二）机器人动作流程 5
（三）PLC与机器人的通信 6
总结 8
参考文献 9
致谢 10
一、设计理念背景
中国社会制造2025这目标是工业国家近几年重新提出的一个工业发展长期计划与战略目标,衡量一个工业国家发达水平程度不仅从社会经济总量上与一个国际先进水平互相比肩,社会制造的工业自动化发达程度也是国家检验的一个重要衡量标准。国家未来经济发展的最大希望必然是培养青少年或者大学生,因此教书育人,使广大青年人能够在校本的学习中得到更多理论知识并且将理论知识与社会实践相互地结合,这才能融会贯通为国家社会经济发展进步做出巨大贡献。在高等学校中新生学习知识需要一个教学顺序向前渐进的一个过程,学习的硬件设备配置需要与之前所学的基础知识相贴切,起到一个从基础入门到彻底熟 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
悉的过渡作用。
企业中实际需要投入使用的专业生产线往往需要涉及使用到的相关专业知识相对较多、笼统、深奥,因此如何开发设计出一款基于平台入门级的小型专业生产线对于企业入门级的学习来说无疑是重要且有效的。工业码垛机器人在发展过程中,将其科学合理地应用到工业生产过程中,不仅能够从根本上保证生产效率得到有效提升,而且还能够减少在人工劳动力方面的成本投入。本文结合设计人员研究开发出一款基于数控plc自动控制的并行器结合当下热门的采用工业装配机器人自动技术的控制平台用多级控制按钮自动控制装配零件生产线,编程者可以根据产品加工后的工艺操作流程需要编写一个plc自动控制操作程序,plc的方式选用与笔者所学习的逻辑模式编程控制课程所用的美国三菱汇川编程控制方式相似为采用我国独家自主设计研发的三菱汇川数控plc,结合汇川工业控制总线上的通信控制技术可以控制工业机器人等自动设备进行协调装配工作用以完成自动装配生产任务,本文首先对装配生产线系统做出了概述、简介并随后着重详细介绍了系统的设计实现工作过程。
二、工作站的总体设计与要求
机器人在工作中的应用
自动搬运机器人主要是一种对企业工厂里的各类产品的各种不同形状零件进行自动搬运并按一定摆放顺序进行摆放的工业机器人，用途十分广泛。适用于各类食品生产加工，化肥制造行业，五金行业，饮料加工行业，电子行业，钢材及其他加工行业。
码垛操作机器人之所以很受欢迎，主要是因为优势突出，工作效率高。主要特点如下：
?①结构简单明了、零件少。因此便于对零部件的保养与维修、性能好、所需库存零部件少。
?②所需空间小。便于厂房中生产线的规划，并可空出较大面积的库房使用。搬运机器人可以安装在狭小的空间，即可高效的使用。
?③适用性强。可根据客户所需产品的尺寸、体积、形状及托盘的外形尺寸的不同，只需在触摸器上轻松改动即可，不会影响客户的正常的生产制造。
?④能耗低。通常机械式的搬运机器的功率在25KW左右，而搬运机器人的功率为5KW左右。大大降低了客户的工作成本。
?⑤所有控制只需控制柜屏幕上操作即可，操作非常简单。
?⑥只需定位搬运点和码垛点即可，方法简单易懂。
工业机器人在自动化工作运行过程中起到的用途是代替人力劳动者持续工作，搬运码垛工业机器人的运行速度是不变的，不会因为这种或那种原因而停止工作。人力劳动者会因为身体的疲劳和精神上的疲劳而改变工作速度，从而导致工作效率低，而工业机器人就不用担心这方面的原因，由此看来，工业机器人是可以在搬运码垛这方面工作使用的。
（二） 系统的总体设计方案
本设计方案的研究的最主要结果是设计出一个完整的搬运、码垛工业机器人工作站系统，主要目的是在各个工厂或企业生产出产品的搬运码垛工作上发挥一定作用。其主要是由搬运码垛工业机器人，传感器，气动控制系统，主要控制系统几个部分合成，其中码垛机器人是完整的工作体系统中最重要的部份，其最主要的任务是负责带着气动控制系统中的吸盘，吸附物料按照一定的要求码放完成整个工作的搬运码垛；传感器是整个工作站系统中的重要组成部分，其主要任务是负责传送信息给控制系统，在必要的工作状态完成必要的工作任务；气动控制系统的主要任务就是控制吸盘，由单电控控制吸盘的吸附和放开；工作站系统控制主要是由可编程逻辑控制器PLC控制完成，主要由逻辑程序和辅助设备共同作用下完成对PLC的控制和工作。总体方案设计如图2.1所示：
图2.1 总体设计方案图
这些组成部分需要有下面这些特点：
（1）接受信号的传感器应是非接触使用，能在各种不同条件环境下持续工作。
（2）所有气动控制系统的气动管线必须要布线规范合理。
（3）专业码垛机器人的运行范围必须很大，灵活度必须要足够好。
（4）整体工作系统应简易便于维修保养，操作系统应便于调试。
（5）机器人外部需要有较高的防爆和耐高温性能
工作站的操作流程如下表2.1示：
表2.1工作站管理流程表
步骤
动作名称
运动动作
工作速度
输入/输出信号
目录
一、设计理念背景 1
二、工作站的总体设计与要求 1
（一） 机器人在工作中的应用 1
（二） 系统的总体设计方案 2
三、工作站相关硬件的合理选择 1
（一） PLC的硬件选择 1
（二）机器人的选择 2
（三）传感器的使用选择 4
四、工作站系统软件与硬件设计 5
（一）PLC控制系统设计 5
（二）机器人动作流程 5
（三）PLC与机器人的通信 6
总结 8
参考文献 9
致谢 10
一、设计理念背景
中国社会制造2025这目标是工业国家近几年重新提出的一个工业发展长期计划与战略目标,衡量一个工业国家发达水平程度不仅从社会经济总量上与一个国际先进水平互相比肩,社会制造的工业自动化发达程度也是国家检验的一个重要衡量标准。国家未来经济发展的最大希望必然是培养青少年或者大学生,因此教书育人,使广大青年人能够在校本的学习中得到更多理论知识并且将理论知识与社会实践相互地结合,这才能融会贯通为国家社会经济发展进步做出巨大贡献。在高等学校中新生学习知识需要一个教学顺序向前渐进的一个过程,学习的硬件设备配置需要与之前所学的基础知识相贴切,起到一个从基础入门到彻底熟 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
悉的过渡作用。
企业中实际需要投入使用的专业生产线往往需要涉及使用到的相关专业知识相对较多、笼统、深奥,因此如何开发设计出一款基于平台入门级的小型专业生产线对于企业入门级的学习来说无疑是重要且有效的。工业码垛机器人在发展过程中,将其科学合理地应用到工业生产过程中,不仅能够从根本上保证生产效率得到有效提升,而且还能够减少在人工劳动力方面的成本投入。本文结合设计人员研究开发出一款基于数控plc自动控制的并行器结合当下热门的采用工业装配机器人自动技术的控制平台用多级控制按钮自动控制装配零件生产线,编程者可以根据产品加工后的工艺操作流程需要编写一个plc自动控制操作程序,plc的方式选用与笔者所学习的逻辑模式编程控制课程所用的美国三菱汇川编程控制方式相似为采用我国独家自主设计研发的三菱汇川数控plc,结合汇川工业控制总线上的通信控制技术可以控制工业机器人等自动设备进行协调装配工作用以完成自动装配生产任务,本文首先对装配生产线系统做出了概述、简介并随后着重详细介绍了系统的设计实现工作过程。
二、工作站的总体设计与要求
机器人在工作中的应用
自动搬运机器人主要是一种对企业工厂里的各类产品的各种不同形状零件进行自动搬运并按一定摆放顺序进行摆放的工业机器人，用途十分广泛。适用于各类食品生产加工，化肥制造行业，五金行业，饮料加工行业，电子行业，钢材及其他加工行业。
码垛操作机器人之所以很受欢迎，主要是因为优势突出，工作效率高。主要特点如下：
?①结构简单明了、零件少。因此便于对零部件的保养与维修、性能好、所需库存零部件少。
?②所需空间小。便于厂房中生产线的规划，并可空出较大面积的库房使用。搬运机器人可以安装在狭小的空间，即可高效的使用。
?③适用性强。可根据客户所需产品的尺寸、体积、形状及托盘的外形尺寸的不同，只需在触摸器上轻松改动即可，不会影响客户的正常的生产制造。
?④能耗低。通常机械式的搬运机器的功率在25KW左右，而搬运机器人的功率为5KW左右。大大降低了客户的工作成本。
?⑤所有控制只需控制柜屏幕上操作即可，操作非常简单。
?⑥只需定位搬运点和码垛点即可，方法简单易懂。
工业机器人在自动化工作运行过程中起到的用途是代替人力劳动者持续工作，搬运码垛工业机器人的运行速度是不变的，不会因为这种或那种原因而停止工作。人力劳动者会因为身体的疲劳和精神上的疲劳而改变工作速度，从而导致工作效率低，而工业机器人就不用担心这方面的原因，由此看来，工业机器人是可以在搬运码垛这方面工作使用的。
（二） 系统的总体设计方案
本设计方案的研究的最主要结果是设计出一个完整的搬运、码垛工业机器人工作站系统，主要目的是在各个工厂或企业生产出产品的搬运码垛工作上发挥一定作用。其主要是由搬运码垛工业机器人，传感器，气动控制系统，主要控制系统几个部分合成，其中码垛机器人是完整的工作体系统中最重要的部份，其最主要的任务是负责带着气动控制系统中的吸盘，吸附物料按照一定的要求码放完成整个工作的搬运码垛；传感器是整个工作站系统中的重要组成部分，其主要任务是负责传送信息给控制系统，在必要的工作状态完成必要的工作任务；气动控制系统的主要任务就是控制吸盘，由单电控控制吸盘的吸附和放开；工作站系统控制主要是由可编程逻辑控制器PLC控制完成，主要由逻辑程序和辅助设备共同作用下完成对PLC的控制和工作。总体方案设计如图2.1所示：
图2.1 总体设计方案图
这些组成部分需要有下面这些特点：
（1）接受信号的传感器应是非接触使用，能在各种不同条件环境下持续工作。
（2）所有气动控制系统的气动管线必须要布线规范合理。
（3）专业码垛机器人的运行范围必须很大，灵活度必须要足够好。
（4）整体工作系统应简易便于维修保养，操作系统应便于调试。
（5）机器人外部需要有较高的防爆和耐高温性能
工作站的操作流程如下表2.1示：
表2.1工作站管理流程表
步骤
动作名称
运动动作
工作速度
输入/输出信号
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