基于机器人群控技术的码垛生产线控制系统

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1、基于机器人群控技术的码垛生产线控制系统　　摘要：以某药业车间一层自动包装系统及码垛线设备项目为背景，针对多品种、小批量的生产模式，对码垛生产线控制系统进行研究设计。引入机器人群控技术，设计并实现了使用三台工业机器人对应四个码垛工位的码垛生产线。利用西门子S7-300PLC对机器人及其外围设备进行控制，采用优先级的方式避免了机器人的冲突并节省了机器人的等待时间，利用工业计算机和力控软件设计了远程监控系统，可以实现远程操作。　　关键词：码垛；工业机器人；机器人群控；远程监控　　中图分类号：TP24文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）22-0236-03　　Abstract

2、：Thisisdesignedforapharmaceuticalworkshoplayerofautomaticpackingandpalletizinglinesystemequipment，inviewofthemanyvarietiesbutsmallbatchproductionmode.ItisdesignedwiththreeIndustrialrobotsworkforfourpalletizingworkstationswithmulti-robotcooperationtechnology.UsingtheSiemensS7-300PLCtocontrolthero

3、botsandperipheralequipments，usingthemethodofprioritytoavoidtheconflictoftherobotsandsavethewaitingtime.What’smoretheremotemonitoringsystemcanberealizedbyusingtheindustrialcomputerandtheforcecontrolsoftware.7　　Keywords：pallet；industrialrobot；multi-robotcooperation；remotemonitoring　　据调查，在商品的整个生产过程

4、中，大约仅有5%的时间用于加工和制造，而大量的时间用于包装、检测、存储和运输。劳动成本仅占中成本的10%左右，而存储和运输等费用接近一半[1]。这是因为，当前我国的许多企业还处于人力搬运的落后阶段，有些公司虽然部分实现了自动化，但其自动化程度还不够高，传统的物流仓储模式极大地占用了生产运输时间和商品成本[2]。由此可以看出通过码垛机器人技术的运用来降低生产运输过程中的时间和经济成本是极为必要的，该技术在提高劳动生产效率、降低生产成本、降低工人劳动强度、改善生产环境等方面具有很大潜力。　　1系统要求　　对码垛工业机器人程序主要有两个方面的要求[3]：一方面，不同大小的物件机器人执行进的距

5、离不同；另一方面，不同物件的放置位置不同。以往，为了满足上述要求，每当物件改变一次，就需对程序进行一次修改。对于某些品种多、生产批量小的企业，需要频繁的修改，显然不够便捷且不易管理。因此，文中对控制系统的要求为：系统集中管理，具有便捷的人机交互；工业机器人能根据预设值或传感器检测值控制执行器的行进距离，完成对不同大小物件的抓取及放置动作；工业机器人能根据预设自动分配位置，将物件进行堆垛。7　　码垛生产线的工作流程可分为成品输送分流，空托盘输出供应和成品垛输出三部分。成品箱输送分流是指产品经过包装成为密封完好的成品箱之后输送至码垛工位的过程，首先成品箱经过扫码区，读取到产品信息之后根据产

6、品信息由分流机构对纸箱进行分流使其进入不同的工位。当出现重码、条码不能识别等情况时，则进行人工处理。空托盘输出供应是指托盘从托盘库输送到码垛工位的过程，为了便于管理托盘出库后首先进行扫描记录，每个托盘都有一个唯一的识别码，当码垛作业完成时会释放一个码垛完成的信号，此时成品垛从作业位置移出并将空托盘输送到对应位置。成品垛输出部分是指成品垛输送线及升降设备将成品垛输送至仓库的过程。工艺流程如图1所示。　　2系统控制原理　　本设计以西门子S7-300PLC为主控制器，机器人及其外围设备为执行机构，工业计算机为上位机，实现车间码垛线上多台机器人的远程监控。系统框图如图2所示。　　码垛工作由3台

7、工业机器人完成。机器人经Profibus总线与主电柜PLC进行通讯[4]。主PLC向机器人发出相应的码垛指令，码垛机器人将动作的执行情况向PLC进行回馈。上位机不直接与机器人进行通讯，而是通过与PLC的通讯读取机器人信息。上位机采集到输送设备以及机器人的信号和数据，再通过PLC对其进行相应控制。在上位机读取信息后，可以对机器人的手动/自动状态、启停状态进行切换，对码垛速度和动作编号等变量进行读取和设定。7　　机器人之间采用集中式控制方式：使用一