传感器在机器人自动码垛系统中的应用.pdf

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1、1062化工自动化及仪表第42卷传感器在机器人自动码垛系统中的应用王佑兵(海洋石油富岛股份有限公司，海南东方572600)摘要详细介绍了光电传感器、电感式传感器和磁性开关在机器人自动码垛系统中的应用，对传感器的测量原理、选型和使用过程中出现的问题进行了归纳总结。关键词自动码垛系统光电传感器电感式传感器磁性开关中图分类号TH862+．1文献标识码B文章编号1000-3932(2015)09．1062-03传感器技术在智能自动化装备及物联网技术开发等方面具有重要的作用，没有传感器技术的发展就没有智能自动化设备的提高成长，特别是在超小型化的智能自动化领域中，传感器的重要性更

2、加突出。随着光学技术和新光源的大量应用和开发，传感器的可靠性和稳定性得到了提高，实现了传感器的小型化、高可靠性和高稳定性，从而使其在要求高精度的场合也得到了广泛的应用。海洋石油富岛股份有限公司复合肥部的BB肥生产装置属于劳动密集型生产，生产组织和销售主要集中在大量的物流环节上，无论是生产上的拆包、码垛叠包工作，还是库房的搬运、装货工作，都需要大量的青壮年劳动力。面对当前人工成本上涨以及劳动力短缺、人员流动性大、人工操作效率低等问题，公司在年产10万t的BB肥生产装置配套增加一套ABBIRB460机器人自动码垛系统，其码垛能力为1000包／h，用以替代人工码垛叠包工作。

3、在此，笔者介绍了光电传感器、电感式传感器和磁性开关在机器人自动码垛系统中的应用，对传感器的测量原理、选型和使用过程中出现的问题进行了归纳总结。1传感器在机器人自动码垛系统中的应用机器人自动码垛系统包括推包输送机、过渡皮带输送机(一)、过渡皮带输送机(二)、爬坡输送机、矩形辊道机、带式整形机、抓包辊道机、托盘输送机、垛盘输送机(一)、垛盘输送机(二)、无动力垛盘输送机、PLC控制柜、IRC5机器人控制器、IRB460机器人及机器人抓手等。该机器人自动码垛系统共有7个光电传感器、两个电感式传感器和8个磁性开关，这些传感器信号输入到PLC作为码垛系统的联锁输入信号，对系统的

4、高效、稳定和安全运行起到至关重要的作用。1．1光电传感器原理光电传感器(光电开关)是利用被检测物体对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体的有无，所有能反射光线的物体均可被检测⋯。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线，光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线强弱或有无对目标物体进行探测口J。光电开关按检测方式可分为3种。扩散反射型(漫反射型)，是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。扩散反射型光电开关要求检测物体大、物体

5、颜色浅、检测面平整、物体不透明。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，扩散反射型光电开关是首选。扩散反射型光电开关的检测距离最短、不需要对准光轴、成本比较低。对射型。包含结构上相互分离、光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关产生开关信号。当检测物体为不透明物体时，对射型光电开关最可靠。对射型对物体的颜色没有严格要求，且不易受干扰、检测距离最长、适用于野外或有灰尘的环境。回归反射型(镜反射型)。集发射器与接收收稿日期：2015-07—17(修改稿)第9期王佑兵．传感器在机器人自动码垛系统中

6、的应用器于一体，前方装有一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用。正常情况下，发射器发出的光被反光板反射回来由接收器接收，一旦光路被检测物体挡住，接收器检测的光信号将发生变化，光电开关动作，输出一个开关控制信号。检测透明物体时推荐使用回归反射型，如检测物体是反光量较强的镜面物体，建议使用带镜面体光泽消除功能的回归反射型传感器。回归反射型需要对准光轴，检测距离要比扩散反射型远，但比对射型短，成本比对射型低。1．2光电传感器的应用海洋石油富岛股份有限公司机器人自动码垛系统在推包输送机、带式整形机、抓包辊道机和无动力垛盘输送机上各使用一个DOIR450．BQl8．VP6x2

7、漫反射型光电传感器，推包输送机前的光电开关检测到有包信号时触发推包机动作，带式整形机和抓包辊道机同时检测到有包信号时带式整形机和前系统会自动停车，避免出现挤包现象。无动力垛盘输送机光电开关检测到信号时会提醒工作人员及时叉走已码好的托盘。任何一个光电开关误动作或故障，都会给机器人自动码垛系统的正常运行带来影响。由于该系统安装在BB肥生产厂房内，厂房粉尘较大、环境较差，这就对光电开关提出了较高的要求。DOIR450．BQl8．VP6X2光电开关最大检测距离为450mm，环境温度一20一70℃，工作电压10—30V(DC)，直流额定工作电流不大于100mA