plc控制的工业机器人设计
目录
引言 1
一、机器人系统概述 2
（一）机器人系统组成 2
（二）机器人系统软件平台要求 2
（三）设备平台基本运行流程描述 2
二、机器人系统设备外观、布局 3
（一）设备外观 3
(二)工作流程图 4
（三）设备示意图 5
三、 机器人系统的硬件配置 6
（一）PLC的选型 6
（二）视觉系统的选型 6
（三）触摸屏的选型 6
（四）机器人机选型 6
四、 机器人系统功能设计 8
（一）机器人硬件安装 8
（二)工件的示教 8
（三）机器人程序的编写 8
(四)样例程序 11
五、 视觉系统的设计 15
(一)视觉系统的安装 15
（二）视觉系统的连接 15
（三）焦距调节设定 15
（四）图像识别与处理 15
（五）视觉脚本的编写 16
（六）modbus配置 16
（七）细小方面的处理 16
六、触摸屏的设计 17
（一）设计思路 17
（二）界面设置说明 20
七、 设备故障分析 21
总结 24
参考文献 25
谢辞 26
引言
在中国制造2025的大时代背景下，随着人民生活水平的提高，工业化的大生产要求更高的精度，更快的效率，传统的手工作坊已经不能满足这一要求。智能制造，产线去人化刺激了工业机器人行业的发展。相对于传统工业来说，工业机器人的应用解决了很多企业用人成本增加，人员操作安全等一系列问题，相对于人，机器人有着无与伦比的先天优势，再加上生产车间工人的生产速度有限故而越来越多的企业正在选择用机器换人的产线升级改造过程。而这一款码垛工业机器人就是为此而生，它可以实现物品的快速堆垛码放，可以提高产线的进一步升级。这台设备，里面涉及到工业机器人、传感器、气缸、PLC、伺服电机、步进电机、触摸屏等等都用到了我在校期间所学的知识，同它也用到了搏图V1
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
多企业用人成本增加，人员操作安全等一系列问题，相对于人，机器人有着无与伦比的先天优势，再加上生产车间工人的生产速度有限故而越来越多的企业正在选择用机器换人的产线升级改造过程。而这一款码垛工业机器人就是为此而生，它可以实现物品的快速堆垛码放，可以提高产线的进一步升级。这台设备，里面涉及到工业机器人、传感器、气缸、PLC、伺服电机、步进电机、触摸屏等等都用到了我在校期间所学的知识，同它也用到了搏图V13、X-Sight、CAD，SolidWorks等软件，这些都与我在学校所学的知识息息相关。
一、机器人系统概述
（一）机器人系统组成
本文所设计的系统是由一个AGV智能小车系统、托盘流水线系统、码垛机立库系统、物品盒流水线系统、视觉系统、六自由度工业机器人系统、以及主控系统组成。
1.AGV智能小车，依托于PC工控机，通过无线网与主控系统进行连接，将放置有待检测物品的托盘从码垛机立库系统中取出，沿铺设的磁条运行到托盘流水线，运行过程中通过安装在AGV小车两边的激光对射传感器调节水平，到达指定位置后通过磁卡停止。在运行过程中，AGV小车每次最多只能接受三个托盘；
2. 托盘流水线，为了便于传递托盘，在托盘流水线一端装有U型槽口，通过U型口AGV小车将货品托盘助力送上托盘流水线系统，随着步进电机的运转，将托盘输送到视觉检测工位，弹出挡料汽缸，经相机视觉系统拍照识别，之后缩回气缸，并将托盘缓慢输送到抓取工位，弹出挡料汽缸等待机器人系统动作；
3.码垛机立库系统，码垛机立库系统是用于存储物品托盘，可以按照触摸屏上的操作要求码垛机完成出库和入库以及与AGV小车的对接工作；
4.物品盒流水线，通过步进电机转动，根据视觉传输的信息，判断出应该如何移动，从而调节物品盒的工号位置和装箱号；
5.视觉系统，对输送到托盘流水线上的托盘上的物品进行识别，并把识别结果通过以太网发送至主控系统的PLC；
6.工业机器人系统，根据主控系统PLC发送的数据，对托盘流水线上的托盘上的物品进行分拣，放置于物品盒流水线上的指定物品盒中，同时把空托盘放置于空托盘库中。
（二）机器人系统软件平台要求
本设备需要使用的软件主要包括：
1.西门子PLC编程软件搏图V13
2.智能相机编程软件X-Sight STUDIO 2.4.6。
（三）设备平台基本运行流程描述
1.礼品以托盘形式存储在原料仓库中仓库一共32个位置（礼品一共有8种不同形状高度的样式，每个托盘上随机放置0-3个物品）。
2.按照触摸屏指示，物品随托盘从码垛机立库出库，当AGV小车停滞妥当，激光对射入点，由AGV小车接受托盘，每次最多接受三个托盘，然后输送至托盘流水线；
3.托盘流水线上有六个工位，当托盘到达托盘流水线的4号工位时汽缸弹起，托盘停止前进，通过相机识别托盘中礼品的数量、类型、偏移量、以及旋转量并传输给PLC；
4.识别完成后，相机将识别信息传给PLC，PLC做出相关判断并发出信号，汽缸落下，托盘流水线把托盘传输到6号位置后停止；
5.主控系统把需要分拣物品的XYZ坐标偏移和旋转角度通过MODBUS TCP协议依次发送给六自由度工业机器人系统，六自由度工业机器人机器人按照事先编写的程序流程，执行抓取分拣；
6.六自由度工业机器人根据放置位置的XYZ坐标偏移和旋转角度把物品放入礼品箱中。（礼品箱有8个格子，相同的工件放到同一个格子，每个格子最多放2件物品。码垛部分偏移运算由主控系统计算，整合到Z轴偏移中给六自由度工业机器人）。
7.待机
引言 1
一、机器人系统概述 2
（一）机器人系统组成 2
（二）机器人系统软件平台要求 2
（三）设备平台基本运行流程描述 2
二、机器人系统设备外观、布局 3
（一）设备外观 3
(二)工作流程图 4
（三）设备示意图 5
三、 机器人系统的硬件配置 6
（一）PLC的选型 6
（二）视觉系统的选型 6
（三）触摸屏的选型 6
（四）机器人机选型 6
四、 机器人系统功能设计 8
（一）机器人硬件安装 8
（二)工件的示教 8
（三）机器人程序的编写 8
(四)样例程序 11
五、 视觉系统的设计 15
(一)视觉系统的安装 15
（二）视觉系统的连接 15
（三）焦距调节设定 15
（四）图像识别与处理 15
（五）视觉脚本的编写 16
（六）modbus配置 16
（七）细小方面的处理 16
六、触摸屏的设计 17
（一）设计思路 17
（二）界面设置说明 20
七、 设备故障分析 21
总结 24
参考文献 25
谢辞 26
引言
在中国制造2025的大时代背景下，随着人民生活水平的提高，工业化的大生产要求更高的精度，更快的效率，传统的手工作坊已经不能满足这一要求。智能制造，产线去人化刺激了工业机器人行业的发展。相对于传统工业来说，工业机器人的应用解决了很多企业用人成本增加，人员操作安全等一系列问题，相对于人，机器人有着无与伦比的先天优势，再加上生产车间工人的生产速度有限故而越来越多的企业正在选择用机器换人的产线升级改造过程。而这一款码垛工业机器人就是为此而生，它可以实现物品的快速堆垛码放，可以提高产线的进一步升级。这台设备，里面涉及到工业机器人、传感器、气缸、PLC、伺服电机、步进电机、触摸屏等等都用到了我在校期间所学的知识，同它也用到了搏图V1
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
多企业用人成本增加，人员操作安全等一系列问题，相对于人，机器人有着无与伦比的先天优势，再加上生产车间工人的生产速度有限故而越来越多的企业正在选择用机器换人的产线升级改造过程。而这一款码垛工业机器人就是为此而生，它可以实现物品的快速堆垛码放，可以提高产线的进一步升级。这台设备，里面涉及到工业机器人、传感器、气缸、PLC、伺服电机、步进电机、触摸屏等等都用到了我在校期间所学的知识，同它也用到了搏图V13、X-Sight、CAD，SolidWorks等软件，这些都与我在学校所学的知识息息相关。
一、机器人系统概述
（一）机器人系统组成
本文所设计的系统是由一个AGV智能小车系统、托盘流水线系统、码垛机立库系统、物品盒流水线系统、视觉系统、六自由度工业机器人系统、以及主控系统组成。
1.AGV智能小车，依托于PC工控机，通过无线网与主控系统进行连接，将放置有待检测物品的托盘从码垛机立库系统中取出，沿铺设的磁条运行到托盘流水线，运行过程中通过安装在AGV小车两边的激光对射传感器调节水平，到达指定位置后通过磁卡停止。在运行过程中，AGV小车每次最多只能接受三个托盘；
2. 托盘流水线，为了便于传递托盘，在托盘流水线一端装有U型槽口，通过U型口AGV小车将货品托盘助力送上托盘流水线系统，随着步进电机的运转，将托盘输送到视觉检测工位，弹出挡料汽缸，经相机视觉系统拍照识别，之后缩回气缸，并将托盘缓慢输送到抓取工位，弹出挡料汽缸等待机器人系统动作；
3.码垛机立库系统，码垛机立库系统是用于存储物品托盘，可以按照触摸屏上的操作要求码垛机完成出库和入库以及与AGV小车的对接工作；
4.物品盒流水线，通过步进电机转动，根据视觉传输的信息，判断出应该如何移动，从而调节物品盒的工号位置和装箱号；
5.视觉系统，对输送到托盘流水线上的托盘上的物品进行识别，并把识别结果通过以太网发送至主控系统的PLC；
6.工业机器人系统，根据主控系统PLC发送的数据，对托盘流水线上的托盘上的物品进行分拣，放置于物品盒流水线上的指定物品盒中，同时把空托盘放置于空托盘库中。
（二）机器人系统软件平台要求
本设备需要使用的软件主要包括：
1.西门子PLC编程软件搏图V13
2.智能相机编程软件X-Sight STUDIO 2.4.6。
（三）设备平台基本运行流程描述
1.礼品以托盘形式存储在原料仓库中仓库一共32个位置（礼品一共有8种不同形状高度的样式，每个托盘上随机放置0-3个物品）。
2.按照触摸屏指示，物品随托盘从码垛机立库出库，当AGV小车停滞妥当，激光对射入点，由AGV小车接受托盘，每次最多接受三个托盘，然后输送至托盘流水线；
3.托盘流水线上有六个工位，当托盘到达托盘流水线的4号工位时汽缸弹起，托盘停止前进，通过相机识别托盘中礼品的数量、类型、偏移量、以及旋转量并传输给PLC；
4.识别完成后，相机将识别信息传给PLC，PLC做出相关判断并发出信号，汽缸落下，托盘流水线把托盘传输到6号位置后停止；
5.主控系统把需要分拣物品的XYZ坐标偏移和旋转角度通过MODBUS TCP协议依次发送给六自由度工业机器人系统，六自由度工业机器人机器人按照事先编写的程序流程，执行抓取分拣；
6.六自由度工业机器人根据放置位置的XYZ坐标偏移和旋转角度把物品放入礼品箱中。（礼品箱有8个格子，相同的工件放到同一个格子，每个格子最多放2件物品。码垛部分偏移运算由主控系统计算，整合到Z轴偏移中给六自由度工业机器人）。
7.待机
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