基于工业机器人和PLC的多垛型全自动码垛搬运系统研究

摘要

随着我国消费者对产品质量要求的不断提高、劳动力成本的快速上涨，企业进行经济结构调整、产业优化升级的愿望更加迫切，因此在企业生产中，使用PLC控制系统、工业机器人控制系统组成的全自动控制的码垛系统代替传统的人工作业，是提高企业自动化程度和自身竞争力的有效途径。
　　论文设计了一种以不同尺寸的药品产品箱为对象的全自动码垛搬运系统。使用码垛机器人搬运箱体到托盘是比较典型的控制系统，它包括四个部分的设计，第一部分是整条线的机械设计；第二部分是PLC为核心的电气控制系统的整体设计；还第三部分是是码垛机器人控制系统设计；第四部分是全自动码垛搬运系统的运行监控系统设计，主要对整个系统进行硬件网络组态和界面设计。
　　本文主要对以下几个方面的工作进行阐述：
　　1、对码垛机器人和PLC控制系统的背景和国内外研究现状做了阐述，对PLC在物流输送领域中的发展现状与发展趋势做了详细分析，提出了本课题研究的重要性。
　　2、利用罗克韦尔PLC进行全自动搬运系统的设计，主要包括设备现场布局、控制系统的硬件设计和软件设计。现场布局即在机械工程师设计的二维图纸的基础上进行电气元件的布置，包括光电开关、按钮盒的摆放和编号，镀锌线槽的搭建等。硬件设计包括电气选型，I/O地址分配、外部接线、电气原理图的绘制与标准化。然后在现场布局和电气原理图的基础上运用罗克韦尔的编程软件RSlogix5000进行硬件集成，并且编写梯形图程序。运用通讯软件RSlinx进行以太网通讯集成，实现PLC控制系统和码垛机器人的通讯连接和数据交换。
　　3、选用ABB IRB460工业机器人执行码垛任务，运用机器人离线编程仿真软件ABB RobotStudio5.15建立工作站，导入IRB460、工具、纸箱以及其它设备来模拟实际码垛搬运系统，根据与PLC通讯获取的数据，以及现场调试的重要目标点所确定的坐标值来确定产品箱的搬运轨迹。
　　4、运用罗克韦尔自动化公司开发的组态软件FactoryTalkViewStudio建立全自动码垛搬运系统的监控程序。采用PanelViewPlus6系列人机界面（HMI），对整个系统进行硬件组态和界面显示。设计了具有丰富操作模式的人机界面，实现了对整个电气控制系统的运行状态的实时监控，货物信息的实时画面显示、出错和故障的及时报警和显示等功能。

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