码垛机械手数控系统简单应用_温玉堃

码垛机械手数控系统简单应用

温玉堃

（1.唐山首信自动化技术有限责任公司河北唐山 063000）

摘要：针对码垛人力资源紧张，引入自动码垛机械手，此系统全国产化，由一台WINCE6.0的显示屏一体机为主机，JAVA为程序语言编写，以EtherMAC为基础通讯协议，通讯稳定，系统良好，在电机选取上为安川电机和电机伺服驱动器控制运行，多次测试下反映良好，小模块E-LINK通讯器稳定，经多次硬件和软件调试改造，其工作方式、软硬件控制方式，通过样机试验，验证后控制性能、工作效率、稳定性符合工艺要求。

关键词：码垛机械手；驱动器；伺服电机；性能试验

0引言

硫铵自动包装线由国产码垛机，该码垛机属四度坐标机械手，柱面坐标机械手的空间位置机构由旋转基座（B轴）、垂直移动（V轴）和水平移动（H轴）以及前端抓取旋转轴(P轴)构成，动作空间成圆柱形。由4个电机控制四个自由度，在使用过程中运行平稳，满足包装机出料速度。

1硬件系统

1.1 机械手硬件

如图1所示，机械手机械示意图，H轴（水平导轨）、V轴（竖直导轨）、B轴（底座旋转，水平导轨）、P轴（手抓旋转前端法兰盘），通过四轴联动，完成工作空间内的抓放操作。

驱动器和电机为安川提供，其主要特点：1、

转矩控制、位置控制和速度控制三位一体，

控制方位切换采用参数设定切换。2. 主控

回路分离布线，在控制器上直接设定，减

少了配线，这些都使配线、更换更加简单

方便。3高速高精度，采用高分辨率的编

码器（16位、17位），提高了位置控制精

度。采用d-p轴变换电流控制法，将转矩

控制精度从±5%提高到±2%。

图1 机械手机械示意图

机械手夹爪安装在机械臂的前端法兰

盘，它由2个气缸控制抓取和放卸，

光电开关用于检测入料到位，码垛舵盘

位置到位，其信号传入以太网I/O模块中。

1.2 通讯电机控制系统

一体机作为工控主机，以太网硬件实现实时

控制的EtherMAC (Ethernet for

Manufacture Automation Control)方案具

有开放性好、硬件标准化，可靠性高，成本

低廉。采用通用网卡，适合于I/O类接口（几

毫秒到十几毫秒响应周期），应用于运动控制，在采用标准Windows CE6平台下，可实现1ms的插补周期，还引进德国3S公司的Codesys编程平台，采用IEC61131-3软PLC、软运动控制编程语言，方便系统集成商、现场工程师结合特有的工艺需求开发有个性化的特色产品。

系统选用1个15寸工控机，4个太网单轴接口小模块e-link，两个IO接口板，

其中e-Link接口板使用50针接口与伺服驱动器相连，实现对驱动器的控制。四个

e-Link接口板按照水平运动、竖直运动、底座旋转、手爪旋转的顺序分别连接到伺

服电机驱动器的CN1端口，通过CN1端口的信号实现对伺服电机位置模式的控制。

e-Link接口板的基本功能是接收计算机发出的控制指令并将指令转化为对电机的

控制信号发送给伺服电机驱动器，同时接收伺服电机驱动器返回的伺服电机上面的

编码器的数值、机械手的限位状态和零位传感器返回的信号来判断机械手的工作状态。

两个IO接口板均为8入8出控制板，用来接收托盘信号、入料信号、区域检测信号、复位信号等传感器的信号，并且输出控制信号，例如：控制气缸开合。两个IO接口板剩余的接口可以作为其他扩展信号的输入输出点，同时在输入输出点不足的情况下亦可以增加IO接口板来扩展输入输出点。

系统e-link接口板硬件结构图所示：

3 软件系统

软件系统优点如下：

1. 能够实现单条流水线下的多种码垛方式的控制和双流水线下两条流水线分别码垛的控制方式。并且在编写程序的过程中考虑对流水线个数的扩展，能够轻易的添加新的流水线。

2. 建立两套坐标系：机械手坐标系和世界坐标系。根据机械手运动学正逆解使坐标系之间能够相互转化，能够根据输入的世界坐标系中的信息计算出机械手坐标系下的码垛点。这样将机械结构模型引入到控制当中，使得示教过程简单，运动精确，

3. 通过改进轨迹规划算法，能够在负载50kg的情况下达到每小时600次以上的码垛效率，机械手运动过程中运动轨迹流畅，机械手稳定性好，重复定位精度高。

4 性能试验

在机械手运行过程中，对机械手的一个从流水线到码垛点的运动过程进行了测试，测试结果如图5所示。其中，四个轴均是按照S曲线进行规划并运动的，整个

运动过程各电机轴运动平稳、流畅，获得了良好的效果。上下运动轴在整个运动过程中有两个运动，分别是上升和下降过程。其他三个运动轴则分别只有一个运动过程。并且在运动过程中水平轴、底座旋转轴和手爪旋转轴三个运动是同步的，同时启动并且同时停止。而上下轴则与其他三个轴的运动有很大的重叠。

机械手在单条流水线

码垛的情况下能够达到实

际700袋/小时的码垛效

率，而在双流水线码垛时，

工作效率可以达到600袋

/小时。能够满足要求。

参考文献

[1]李金泉，杨向东，付铁.码垛机器人机械结构与控制系统设计[M].北京：北京理工大学出版社，2011

[2]黄文焕，戚佳金等.五自由度码垛机器人控制系统设计[J]. 制造业自动化,2008

（4）

[3]李正杰.全自动称重包装机器人码垛成套设备介绍[J].机器人技术与应用，2007

（5）；21-23

[4]蔡自兴.机器人学[M].北京：清华大学出版社，2000.

图5 码垛机械手一个运动过程中的速度与时间关系

码垛机器人说明书

前言本说明书阐述了此四自由度码垛机器人使用方法。请仔细阅读并理解此说明书后使用机器人。打开包装请先对照装箱清单检查配件是否齐全，若有遗漏请尽快与我们联系。

目录概述............................................... 错误!未定义书签。机器人的搬运及安装................................. 错误!未定义书签。警告标示....................................... 错误!未定义书签。机器人安装环境................................. 错误!未定义书签。机器人运动范围及安全围栏安装................... 错误!未定义书签。机器人的搬运方法............................... 错误!未定义书签。基座安装尺寸................................... 错误!未定义书签。机器人端持器的安装............................. 错误!未定义书签。气路连接....................................... 错误!未定义书签。机器人控制柜的搬运与安装........................... 错误!未定义书签。注意事项....................................... 错误!未定义书签。机器人控制箱安装环境........................... 错误!未定义书签。机器人控制箱的内部电气接线..................... 错误!未定义书签。机器人控制箱的搬运............................. 错误!未定义书签。机器人控制箱的外部连接......................... 错误!未定义书签。机器人系统与生产线的连接........................... 错误!未定义书签。机器人操作方法..................................... 错误!未定义书签。机器人的开关机.................................. 错误!未定义书签。操作界面的认识.................................. 错误!未定义书签。操作界面的使用方法.............................. 错误!未定义书签。常见故障分析及处理................................. 错误!未定义书签。机器人无法运行................................. 错误!未定义书签。机器人未按既定规划运行......................... 错误!未定义书签。机器人系统提示“系统正在运行”................. 错误!未定义书签。机器人保养与维护................................... 错误!未定义书签。机械部件的养护.................................. 错误!未定义书签。控制系统的维护.................................. 错误!未定义书签。

码垛机设计方案

码垛机设计方案（一）一：系统方案概述经对贵公司产品、场地的分析，技术需求、指标的详细研究和理解，为了充分满足该技术要求，对本工程我们采用方案附图所示的机器人码垛系统。一：总体方案本机器人码垛系统，通过品质一流品牌的接近开关、按钮开关、可编程控制器等硬件和专家设计的专门控制软件相结合，实现了从客户自身的包装线出来的站立式包装袋到最后的码垛成型，均为无人的高度自动化系统。完善的安全联锁机制，可以对设备和操作人员提供保护。图形显示的触摸屏使整个系统操作简单，故障诊断容易，同时方便了检修和维护。并且每套系统出厂都经过严格的系统测试，保证客户的运行安全、可靠、稳定。本机器人码垛系统如附图1所示，由1.倒包线、2.提升线、3.整形线、4.抓取线、5.码垛机器人，五部分构成。其各部分工作过程和其主要功能阐述如下： 1倒包线 2提升线3整形线4抓取线5码垛机器人

从称量秤、缝包机等客户末端出来的袋装产品均为站立式，通过输送机，当包装袋到达倒包线（附图2所示）时，包装袋会接触到其①倒包横梁，自身倒在②倒包板上，然后通过③防滑输送带的传送和④导向滚筒的导向，包装袋会自动调整为长度方向与流水线平行的纵向输送。且此倒包线为高度可以调整型。如果客户在更换产品，导致包装袋长度、称量秤输送线的高度有更改时，此倒包线可以通过其升降按钮，来驱动自身的升降电机，做高度的自动调整。附图2：倒包线由于产品从不同高度，客户端输送和倒包线有高度调整，为了更好统一的做码垛规划，最大发挥码垛机器人的功效和码垛能力，现增加提升线（附图3所示）将倒包线出来的包装袋提升到某一统一高度。此提升线为配合前段的自动升降，亦增加有自动升降按钮，可以调节升降电机控制单边提升高度与前段平齐，保证后端高度不变。 ①倒包横梁 ②倒包板 ③防滑输送带 ④导向滚筒

自动化生产线码垛搬运机械手设计研究

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/4517237075.html, 自动化生产线码垛搬运机械手设计研究作者：黄婉娴来源：《科学与财富》2018年第17期摘要：搬运机械手在自动化生产线上是一个重要的自动化装置，本文针对传统生产线产品生产自动化程度低、成本高等问题，设计了一种新型的自动化程度较高且动作简单的产品自动化生产线码垛搬运机械手。介绍了机械手整体设计、以及控制系统设计，可为企业自动化生产打下良好的基础。关键词：自动化生产线；机械手；控制系统；设计引言随着工业自动化的发展，机械手已成为工业生产中重要的工具，由于其具有稳定性高、操作简单和高效率等特点，因此得到了广泛地应用。然而，目前现有的生产线产品生产普遍存在着自动化程度低、成本高及路径复杂等问题，因此，研究更为简易、且自动化程度较高的码垛搬运机械手是很有必要的。基于此，本文结合现有的多自由度坐标系机器人，设计一种新型的码垛搬运机械手，以适应现代化快速生产的需求和提高企业生产效率。 1.自动化生产线流水线分析自动化生产线码垛机械手整体流水作业主要由左、右机械手和检测柜组成。机械手主要安装在传输线两侧，左侧作用是将传输线上产品抓取并放入检测柜的每一层中，右侧机械手平台主要是将检测完成的产品取出并放入传输线。其次，产品检测柜平台，主要组成有多层架构、产品检测仪。其作用是将传输线上传送过来的待检产品进行检测。而多层架构可以实现快速摆放并进行检测，提高检测和抓取效率[1]。 2.机械手整体设计 2.1机械手整体结构设计设计的码垛机械手是一种直角坐标式机械手，主要作用是将待检测的产品从传输线上抓取、升起、移动、下降、松开，然后放入另一条传输线上并进行下一个工位[2]。直角坐标式机械手主要由支架、Y方向的移动臂、Z方向的升降臂、末端吸盘以及电机组成。 Y方向移动是靠导轨系统完成的，双侧龙门式支架两侧安装有导轨，导轨、齿条与龙门式支架的底座固定，滑块与码垛机械手相固定，而减速器及齿轮固定在机械手Y方向移动臂上，通过伺服电机转动带动齿轮齿条机构在滑块上运行，从而完成Y方向前进后退动作，伺

机械手(码垛机)液压与PLC系统的设计与仿真毕业设计

黎明职业大学机电工程与自动化学院毕业设计毕业设计报告设计题目：机械手（码垛机）液压与PLC系统的设计与仿真

目录第1章绪论 (3) 第2章毕业设计任务与要求 (4) 2.1设计任务 (4) 2.2设计要求 (5) 第3章液压系统设计 (6) 3.1负载分析 (6) 3.2液压缸的设计与计算 (6) 3.2.1夹紧液压缸的设计与计算 (6) 3.2.2升降液压缸的设计与计算 (7) 3.2.3平移液压缸的设计与计算 (9) 3.2.4液压缸结构尺寸计算 (10) 3.3确定液压系统方案，拟定液压系统原理图 (11) 3.3.1确定执行元件的类型 (11) 3.3.2换向方式确定 (11) 3.3.3各回路的确定 (11) 3.4 液压元件及辅助装置的选型与确定 (12) 3.4.1 选择液压泵 (12) 3.4.2确定油管的尺寸 (12) 3.4.3液压阀的选型 (13) 第4章电气控制系统设计 (14) 4.1控制要求分析 (14) 4.2硬件设计 (14) 4.2.1 PLC的选型 (14)

4.2.2 I/O分配表 (15) 4.2.3 PLC电路设计 (15) 4.3电气元件选型 (19) 4.4软件设计 (21) 4.4.1画出动作流程图 (21) 4.4.2人机界面组态控制 (22) 第5章安装调试仿真 (26) 5.1 液压仿真 (26) 5.2 PLC调试 (26) 第6章设计结论 (26) 第7章仪器设备清单 (27) 第8章收获、体会和建议 (27) 参考文献 (28) 附录 (29)

第1章绪论机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。

机械手在数控车床上的应用_李伦兴

机械手在数控车床上的应用李伦兴1辛丽2 （1沈阳机床股份有限公司沈一车床厂,辽宁沈阳 110142; 2沈阳装备制造工程学校，辽宁沈阳 110026）摘要：面对加工设备陈旧和技术工人缺乏的现状，当前的轴承行业迫切需求加工设备智能化，本文应某轴承企业要求，针对数控车床设计与之配套的机械手，以实现轴承环的自动上下料。本文从设计方案的总体入手，深入阐述了在数控机床上配套机械手，其对于加工对象、机床、料仓以及机械手本身的结构与功能要求，从生产实际出发，提出自己的设计观点。本文设计的机械手作为一种小型的机器人，动作灵活可靠，结构相对简单，不光提升了设备自动化程度，而且还能降低人力成本。现在沈一车床厂已试生产，客户反映良好。关键词：数控车床机械手自动化 Abstract: Facing the situation of old equipment and lack of technical workers, the bearing industries need intelligent processing equipment urgently. This paper for the CNC lathe designs its matched up-down materials manipulator, in order to meet the requirement of a bearing enterprise. This paper shows us the overall design, researches structure and function about supporting object, , storage bin and the robot itself, proposes own design ideas above production requirements. This design of manipulator is a miniature robot, moves flexibly and reliably, its structure is relatively simple, not only improves automation degree of machine tool, but also can reduce manpower cost. Now, SHENYANG NO.1 LATHE WORKS has produced a CNC lathe matched up-down materials manipulator, customers reflect well. Keywords: CNC lathe, Manipulator, Automation 1引言目前，随着科学技术的发展与应用，在保证产品质量的情况下，只有提高劳动生产率和减轻生产成本，才能提高产品的竞争力，于是机械自动化的生产成为必然趋势，因此很多不同用处的机器人应运而生[1]。为了提高劳动生产率和实现自动化生产，机械手作为一种小型的机器人，因其机构相对简单，近年来得到多种行业的青睐。目前，国内已有的机械手结构复杂，成本较高。于是开发适合机床自动上下料机械手响应了市场要求，尤其是发展以大批量生产为主的轴承工业的必然趋势，同时对机床的智能化发展也有重要的意义。本文应轴承制造企业要求，针对数控车床，设计了与其配套的上下料机械手，不光动作可靠平稳，而且结构简单、工艺性好，使其既能满足功能要求又具有良好的经济性。 2总体设计根据工件的规格、重量和加工节拍可以把机械手分成内藏式机械手和桁架机械手两大类。将机械手作为工件从料仓到卡盘的桥梁。内藏式机械手形式简单，成本低，换料时间快，操作简单适用于中小批量的单机自动上下料，并且对于工料仓的要求低[2]，见图1。图1 内藏式机械手桁架机械手动作平稳性高，征集协作性好，适用于以大批量生产为主的轴承工业。本文设计的机械手属于桁架机械手,并利用PRO/E完成了结构的建模[3],检验了整机的干涉状况，见图2。

码垛机械手使用说明

第一章系统结构系统由三台伺服电机完成，其中一台作为旋转轴，用NSK直驱电机驱动；两外两台作为水平轴和垂直轴，用台达伺服电机驱动。现分别采用三个接近开关作为三个轴原点回归的JOG近点信号。第二章控制方式 1、伺服驱动器设置：台达驱动器设置为PT控制模式，即外部脉冲+方向控制，并将DI1 与DI2功能设为伺服启动与异常重置；NSK将PC参数设为1（外部脉冲/方向）。 2、台达驱动器包括2个输入点，另外包括输入脉冲/方向的CN1端子3个；NSK驱动器包括6个输入点台达驱动器输入点NSK驱动器输入点 DI1 伺服启动CN端子7伺服启动 DI2 异常重置CN端子4解除警报 CN端子22输入/方向信号+（CW+）CN1端子35 Sign 端指令脉波的外加电源 CN1端子37 位置指令符号(－) CN端子23输入/方向信号—（CW—）CN1端子41 位置指令脉波(－) CN端子24输入/脉冲信号+（CCW+） CN端子25输入/脉冲信号—（CCW—）3参数设定 NSK中需要整定的伺服参数包括：名称注释当前设定值

LO 负载惯量0.019 VG 速度比例增益 2.2 PG 位置比例增益0.002 SG 伺服增益0 FP 第一低通滤波频率200 FS 第二低通滤波频率200 注：详细参数参照参数一览表。注：参数整定流程见操作手册第5章注：LO的设定一般采用自动整定AT—OK完成，详见简明操作手册。第三章PLC I/O点分配 1、输入： X11 Z轴JOG信号 X12 Y轴JOG信号 X16 X轴JOG信号 2、输出： Y0 Z轴高速脉冲Y10Y轴伺服启动 Y1 Z轴方向Y11Y轴异常重置 Y4 Y轴高速脉冲Y14X轴伺服启动 Y5 Y轴方向Y15X轴异常重置 Y6 X轴高速脉冲Y20Z轴伺服启动 Y7 X轴方向Y21Z轴异常重置

全自动包装码垛机设计_图文(精)

摘要传统的机械设备与产品,多是以机械为主,是电气、液压或气动控制的机械设备。随着工业水平的不断发展,机械设备己逐步地由手动操作改为自动控制,设备本身也发展成为机电一体化的综合体。可编程序控制器 (PLC是以微处理器为核心, 综合计算机技术、自动化技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制装置。经过 30多年的发展, 目前, 可编程序控制器已成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置, 己跃居工业生产自动化四大支柱 (可编程序控制器、数控机床、机器人、计算机辅助设计与制造的首位。其应用的深度和广度已成为衡量一个国家工业先进与自动化程度高低的标志。包装码垛自动生产线适用于石油化工、化肥、粮食、港口等行业, 可对 PP 、PE 粒子、 PVC 、化肥、粮食等粉状、颗粒状物料进行全自动包装码垛作业,便于用户储存、运输和销售,全自动包装码垛生产线主要由自动定量包装机、自动上袋机组、封口系统、倒袋机、金属检测机、重量检验机、检选机、喷墨打印机、码垛机等单元组成。通过可编程序控制器、对整个生产线的工作过程进行自动控制,对运行过程中出现的故障或供料不足,供袋不及时、出垛不及时等,进行声光报警。该设备具有操作简单,运行可靠,维修方便等优点。根据用户要求,配上通讯接口和打印机、有打印日、月累计报表的功能。还可与上位计算机或触摸屏连接,对包装码垛自动生产线实现实时监控、远程诊断和网络化管理。关键词:PLC ;控制系统;包装码垛自动生产目录绪论 .............................................................................................................................. 1一、 PLC 的背景 (2) (一 PLC 的产生 (2) (二 PLC 的应用现状和发展趋势 (2)

码垛机械手PLC控制系统设计文献综述

文献综述题目工业机械手及PLC 学生姓名丁金涛专业班级机械工程及自动化4班学号20080460205 院（系）机械工程学院指导教师张瑞完成时间 2012年 03月 01日

工业机械手及PLC控制一．工业机械手概述用于再现人手功能的技术装置称为机械手。机械手是模仿人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的工具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视。机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。二．工业机械手的发展史现代工业机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种

码垛机器人简易操作说明

机器人简易操作说明 1. 机器人左边为一线（L1），右边为二线(L2)。 2机器人每次停关机时要按“停止”之后再将电柜门上的旋转按钮打到“手动状态”，把触摸屏上的“急停”按钮也按下去，然后再切断主电源。 3开机流程；打开电柜主电源—按下电源启动按钮(控制柜上绿灯亮)—电柜门上的旋转按钮打到“自动”—然后点击“回归原点”，原点回归之后，显示码垛准备状态，再点击—“开始”—“继续”—“托盘数量检测”（观察与实际放的托盘数量是否一致，不一致要进行手动修改，修改好再按—“继续”，然后按下护栏上对应的复位按钮（先按哪个复位按钮，就先从哪边码垛），这时机器人跟输送线都处在自动工作中。 4机器人开机之后如果出现报警，如（系统气压过低，就要检查压力开关上的气压是否达到设定值），符合要求之后，再按“复位”之后把电柜门上的按钮打到“自动”，系统会提示未寻找原点，点击开始，机器人就自动回归原点，原点回好之后，会出现码垛准备中，再检查是不是该码第一层第一步，这时机器人电柜门上的按钮打到手动状态，点击触摸屏“数据载入”选项，将步数和层数都改为1即可，改好之后要一直按保存按钮，直到出现数据保存成功，再按返回按钮，然后按钮打到自动，点击开始，然后按下

护栏上的复位按钮，机器人就进入自动码垛工作状态。（记住，这时打到自动后点击“开始”之后会提示“继续”，在这个画面看一下，“托盘数量是否正确”，如果显示与实际放的数量不符，点击“修改”，改成正确的托盘数量即可） 5在护栏上有闯入光电，每边一个按钮盒按钮即复位按钮，在机器人自动码垛过程中不可以有人闯入码垛区的，护栏上的光电一但被遮挡住，机器人就会停止下来（为安全考虑，机器人在自动码垛时，绝不允许人员的进入，否则会有危险！有人员遮住护栏上的闯入光电，机器人就会报警，并停止自动码垛。如果闯入，机器人会报“1#码垛区安全门非正常闯入”“2#码垛区安全门非正常闯入”画面，这时必须在触摸屏上点击复位，会出现“开始”，点击开始，显示“一线二线的托盘数量”，如果正确，点击“继续”，然后按下护栏上的“复位按钮”.（这个报警画面必须在触摸屏上复位，如果不在触摸屏上点击复位，直接按复位按钮是没有作用的！） 6在正常码垛过程中如果出现码包的数量不满一托盘的时候，等最后一包抓完，看如果是一线就按下触摸屏左下角L1按钮，触摸屏会自动显示第一层第一步，要是二线则按L2按钮，也显示第一层第一步，然后机器人电柜上的绿色指示灯会闪烁，蜂鸣器也会响，这时叉车师傅方可进

数控机床上下料机械手设计

本科毕业设计（论文）题目数控机床上下料机械手设计姓名专业机械设计制造及自动化一班学号指导教师机械工程学院二○一四年五月

目录摘要................................................... I ABSTRCT ................................................ I II 前言.................................................... I V 1.机械手概况 (1) 1.1国内外发展状况 (1) 1.2研究意义 (3) 1.2.1机械手研究现状 (3) 1.2.2机械手研究方向 (3) 1.3本课题意义和目的 (5) 1.3.1本课题的意义 (5) 1.3.2本课题的目的 (6) 2.机械手的组成分类及设计分析 (7) 2.1机械手的组成 (7) 2.2机械手的分类 (8) 2.2.1 按使用范围分类： (8) 2.2.2按驱动方式分类： (8) 2.2.3按运动坐标型式分类： (10) 2.3机械手的设计分析 (10) 2.3.1机械手工作环境分析 (10) 2.3.2机械手直角运动结构分析 (11) 2.3.3驱动机构分析 (12) 2.3.4控制系统分析 (12) 3 总体设计 (14) 3.1原始数据 (14)

3.2方案初步设计 (14) 3.2.1 方案拟定 (14) 3.2.2 驱动方式选择 (15) 3.2.3 传动方式选择 (17) 3.2.4 电动机及联轴器选择 (18) 3.3方案评估分析 (22) 4 机械手系统设计及计算 (23) 4.1机械手的结构设计 (23) 4.2直角坐标运动机构设计 (24) 4.2.1传动丝杠的设计 (24) 4.2.2轴承选择及校核 (33) 4.2.3导轨的设计 (34) 4.2.4 驱动系统校核 (37) 4.3支撑架设计 (41) 4.3.1支撑部件的合理安排 (41) 4.3.2支撑部件的截面形状 (42) 5 运动结构仿真 (44) 5.1数控机床机械手运动机构仿真 (44) 5.1.1建立一个X方向的导轨支撑架 (45) 5.1.2建立整个运动系统的仿真 (49) 5.2上下料机械手整体机构仿真 (50) 总结 (52) 致谢 (53) 参考文献 (54)

码垛机器人使用说明

码垛机器人使用说明非常感谢贵公司购买码垛机器人。本系统是将上流传送带传送过来的产品按一定的堆放形状放置到托盘上的码垛机器人设备。 1.功能概述为适应我国在石油、化工领域的快速发展，我们在吸收国外先进技术的基础上，自主开发了RB200型垂直多关节型机器人。 RB200型码垛机器人是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种规定作业的机电一体化生产设备。其主要由机械本体、伺服驱动系统、手臂机构、末端执行器（抓手）、末端执行器姿态调节机构以及检测机构等构成，它根据不同的物料包装、堆垛顺序、层数要求等进行参数设置，实现不同类型物料包装的码垛作业。 2.码垛机器人与传统机械式码垛机比较,特点如下: 2.1.结构简单、零部件少。因此零部件的故障率低、性能可靠、保养维修简单、所需库存零部件少。 2.2.占地面积小。有利于客户厂房的总体布置，并可留出较大的库房面积。 2.3.适用性强。当客户产品的尺寸、体积、形状及托盘的外形尺寸发生变化时只需在触摸屏上稍做修改即可，不会影响客户的正常的生产，甚至一台码垛机器人可同时对两条包装不同物料的生产线进行码垛操作。 2.4.能耗低。传统机械式码垛机的功率在26kW左右，而码垛机器人的功率为10kW，能大大降低客户的长期运行成本。 3.主要技术特点： 3.1.码垛机器人具有4个自由度，分别为手臂的两个关节沿垂直轴、水平轴作直线运动，机械本体和抓手绕各自的回转轴作回转运动。 3.2.手臂采用平行四边形连杆机构，由伺服电机通过带轮、同步带、滚珠丝杠、直线导轨驱动，并采用末端执行器姿态调节机构，使末端执行器（抓手）实现垂直轴、水平轴无藕合线性运动。 3.3.机械本体用于承载手臂机构及其驱动机构，机械本体安装在交叉滚子轴承上，由伺服电机通过精密摆线减速机驱动，实现码垛机器人在水平面内的回转作业。

全自动包装码垛机设计

摘要传统的机械设备与产品，多是以机械为主，是电气、液压或气动控制的机械设备。随着工业水平的不断发展，机械设备己逐步地由手动操作改为自动控制，设备本身也发展成为机电一体化的综合体。可编程序控制器(PLC)是以微处理器为核心，综合计算机技术、自动化技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制装置。经过30多年的发展，目前，可编程序控制器已成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置，己跃居工业生产自动化四大支柱(可编程序控制器、数控机床、机器人、计算机辅助设计与制造)的首位。其应用的深度和广度已成为衡量一个国家工业先进与自动化程度高低的标志。包装码垛自动生产线适用于石油化工、化肥、粮食、港口等行业，可对PP、PE粒子、PVC、化肥、粮食等粉状、颗粒状物料进行全自动包装码垛作业，便于用户储存、运输和销售，全自动包装码垛生产线主要由自动定量包装机、自动上袋机组、封口系统、倒袋机、金属检测机、重量检验机、检选机、喷墨打印机、码垛机等单元组成。通过可编程序控制器、对整个生产线的工作过程进行自动控制，对运行过程中出现的故障或供料不足，供袋不及时、出垛不及时等，进行声光报警。该设备具有操作简单，运行可靠，维修方便等优点。根据用户要求，配上通讯接口和打印机、有打印日、月累计报表的功能。还可与上位计算机或触摸屏连接，对包装码垛自动生产线实现实时监控、远程诊断和网络化管理。关键词：PLC；控制系统；包装码垛自动生产

目录绪论 (1) 一、PLC的背景 (2) （一）PLC的产生 (2) （二）PLC的应用现状和发展趋势 (2) （三）包装码垛自动生产线的发展 (3) 二、包装码垛自动生产线机械系统设计 (4) （一）包装码珠自动生产线系统组成 (4) 三、气动及真空系统 (14) （一）气动系统的结构 (14) （二）真空系统 (17) 四、PLC控制系统设计 (18) （一）包装码垛自动生产线工艺流程 (18) （二）程序控制逻辑 (19) （三）PLC控制系统硬件设计 (27) （四）PLC控制系统软件程序设计 (32) 结论 (34) 参考文献 (35) 致谢 (36) 附页 (37)

机械手码垛机操作指南

96/97线机器人码垛机操作指导书开机前准备首先检查压缩空气压力不得低于6公斤 1）输送链主电源上电将链条主电柜上的旋钮旋至ON等待机器进入系统画面 2）机械手上电将机械手主电柜旋钮旋至ON 处等待示教器进入系统（示教器会显示一组对话框需点击关闭方可以进入系统） 3）产品选择根据生产需要选自产品规格型号点击产品选择画面→进入选择产品如下图

4）启动输送链如图将转换钥匙旋至（运行）手动自动开关旋至(自动) 按

（复位）电源按钮（上电）（复位）按（自动启动）按钮（数秒后传送链条自动启动）】】 5)启动机械抓手（机械抓手回原点）开启时如发现机械抓手不在原点位置需要给机械抓手找原点（将机械手主电柜钥匙旋至自动状态→点击确认→按电源键上电→点击示教器左上角ABB图标（出现操作主屏幕） →点击自动生产 →点击示教器左下方点PP移至MAIN→点击确认→点击右下

角设置齿轮图标选择速度设置25％→按启动按钮启动机械抓机械抓手将自动回复到原点位置等待抓取。 6)第一次开机如发现栈板上或传动滚筒内有产品时点击主画面选择产品所在线别点击强行抓取强行满栈后机器将自动排出机舱内的栈板和产品。 7)生产过程中机械抓手停留在一线或二线时不影响继续抓取。 8)单边生产在自动状态下点击控制面板手动画面→手动强制画面→选择需要停止或开启的线别进行转换。

9)手动转换将手动自动开关旋至手动状态→点击控制面板手动画面→选择马达或气缸→点击所需要手动操作的马达或气缸→按手动按钮操作 10)故障处理如生产过程中机械手出现故障或码垛错误需要重新码垛时（点击主画面→手动画面→手动强制画面→点击所要停止的线→返回主画面→点击主画面→选择所在线

码垛机器人系统设计

（分类号: 学校代码: 10128 U D C : 学号: 201130101045 科研训练开题报告题目：码垛机器人控制系统设计学生姓名：刘金来学院：机械学院班级：机制11-3 指导教师：武建新二零一四年十二月

1.选题目的和意义近几年机器人自动化生产线已经不断出现，机器人自动化生产线的市场也会越来越大，并且逐渐成为自动化生产线的主要方式，而过去的自动化码垛作业大部分是由机械式码垛机完成或人工搬运，由于机械式码垛机其结构等因素的限制，存在着占地面积大、程序更改麻烦（甚至无法更改）、耗电量大等缺点；而人工搬运劳动量大，完成同一工作量所需不少工人，在一些实际场所应用中，码垛机器人与传统码垛机一样，一次能搬运一整层箱子，有些顾客在传统码垛机坏了时，就用机器人代替，通常这些机器人系统都有层成型平台和臂尾加工装置，能将整层箱子搬起来，功能较强的码垛机器人还能更换不同的货盘；其码垛速度甚至可以达到100个小箱/分钟；码垛机器人装有低水平纸箱横进给装置，使用灵活底盘，有利于车间的良好布局；另外其性能可靠，大多用户容易掌握使用的软件，能够迅速转换对进行不同箱子的码垛。2．国内外研究现状及其发展趋势 2.1课题来源：内蒙古工业大学 2.2码垛机器人控制系统设计的发展前景作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。据相关统计数据表明，工业机器人主要用于汽车工业及汽车零部件工业，占整个机器人市场的61%，金属制品业占8%、橡胶及塑料工业和电子电气行业分别占7%，食品工业占2%，其他工业占15%。依赖进口——我国工业机器人之阵痛目前，我国进口的工业机器人主要来自日本，随着我国从劳动密集型向现代化制造业方向发展，虽然机器人保有量达到一定的规模，但与发达国家相比仍然有不少差距。仅从汽车工业每百万名生产工人占有的机器人来讲，（日本1710台、意大利1600台、美国770台、英国610台、瑞典630台，而我国还不到90台），中国仍然是世界上相对比较落后的国家。面对中国这样庞大的市场，每一个机器人供应商都有着非常大的用武之地。产业化不足——我国工业机器人之弊端 20世纪90年代末，我国建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地。产业化

浅议数控机床上下料机械手设计的流程

浅议数控机床上下料机械手设计的流程全自动机械手是一种可编程的智能型自动化设备，是应用计算机进行控制的替代人进行工作的高度自动化系统。它具有一些对外部信息进行反馈的能力，诸如力觉、触觉、视觉等。全自动机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势，运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。 1、发展现状和趋势目前，国内外各种机械手和机械手的研究成为科研的热点，其研究的现状和大体趋势如下：(1)机械结构向模块化、可重构化发展；(2)工业机械手控制系统向基于PLC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，结构小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性，而且维修方便；(3)机械手中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，还引进了视觉、听觉、接触觉传感器，使其向智能化方向发展；(4)关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机械手产品标准化、通用化、模块化、系列化设计；柔性仿形喷涂机械手开发，柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规划研究，控制系统开发；(5)焊接、搬运、装配、切割等作业的工业机械手产品的标准化、通用化、模块化、系列化研究；以及离线示教编程和系统动态仿真。总的来说，大体是两个方向：其一是机械手的智能化，多传感器、多控制器、先进的控制算法、复杂的机电控制系统；其二是与生产加工相联系，性价比高，在满足工作要求的基础上，追求系统的经济、

机器人码垛机操作规程

机器人码垛机操作规程一、设备操作员 1.设备操作员是最熟悉设备的人，为了更好的使用和维护设备，设备操作员应具有一定的机械和电气方面的知识，有一定编程基础的更好。 2.设备操作员应知道设备上每一个按钮、阀门、光电、气缸、电机等主要部件的作用，知道此部件由谁控制或它控制谁，故障出现时，能快速地通过故障现象分析原因，想到可能出现问题的部件及解决办法。排除故障的速度是一个设备操作员熟练程度的表现。 3.操作人员应该认真执行设备操作规程，保证设备正常运转，减少故障，防止事故发生。 4.设备操作员的基本任务有：设备的日常维护、操作设备前对设备现场清理、设备运行状态检查、常见故障排除、做好交接班工作和记录等。二、设备介绍一楼的码垛设备包括机器人码垛机和供栈机、栈板线、进箱线AB和控制设备等辅助设备。码垛机负责为A、B两条线码垛，A线为1.8L、0.9L线，B线为5L线。栈板线从供栈机开始依次包括出栈线、送栈线、码垛线A、码垛线B。控制设备包括控制箱和控制柜，控制箱配合示教盘共同控制机器人码垛机，控制柜控制其他辅助设备以及码垛机的启动。

三、设备按钮操作说明 1.控制箱操作面板上的按钮从左到右、从上到下的顺序依次为：方式开关——可进行自动（AUTO）与手动（T1、T2）的切换，其中T2操作时速度较快不易控制，不熟练时手动操作建议使用T1。切换时需插入钥匙。异常恢复（FAULT RESET）——当有异常状况时报警灯会亮，排除异常后按下此键可解除报警。启动按钮（CYCLE START）——为操作方便和安全的考虑，此按键只起运行指示的作用，机器的启动将在控制柜上操作，当机器人处于自动运行状态时此灯会亮。报警（FAULT）——当有异常状况时此灯会亮，此时机器人将不能启动。紧急停止（EMERGENCY）——紧急时按下此键，可使机械手臂在任何位置强制停止，解除方法为向右旋转使其跳起来。电源指示灯（POWER）——电源开关打开后灯亮，关闭后灯灭。 USB插孔——用于程序备份。电源开关——摇柄往上扳到ON，电源打开；摇柄往下扳到OFF，电源关闭。 2.示教盘示教盘开关——手动操作时需将此开关调到ON上。

数控机床机械手

在现代化工厂里面有很多的高科技的现代化设备，这些设备能够很好的提升工厂的生产效率，比如说数控机床和机械臂。机械臂可以提高工厂的生产力，首先，机械臂能够大幅的提高工厂的生产效率，因为其独特的工作方式，能够最大程度上缩减工作的运行周期，而且动作上速度更快，其次机械臂永远也不会感到疲劳，只要有动力供给，就可以一直不停的工作下去，也就延长了工作时间。还有就是由于机械臂的操作都是规范化的流程，所以他们生产的每一批产品的质量都是一样的，次品率相比较人工而言会大大降低。还有机械臂不用支付其工资和管理成本，工厂可以利用这笔钱来进行扩大再生产。所以说机械臂对于企业来说好处多多。数字机床机械手主要与数字加工中心组合最终形成生产线，实现加工过程（上料、加工、下料）的自动化、无人化。数控机床上下料机械手应用到加工工厂车间，满足数字加工中心的加工过程安装、卸载加工工件的要求，从而减轻工人的劳动强度，节约加工辅助时间，提高生产效率和生产力。在数字机床机械手的设计中，影响其工作效果有以下三大要点： 1、精度数字机床机械手臂的最终精度主要依存于机械误差、控制算法与系统分辨率。

机械误差主要产生于传动误差、关节间隙与联杆机构的挠性。传动误差是由轮齿误差、螺距误差等所引起的；关节间隙是由关节处轴承间隙、谐波齿隙等引起的；而联杆的挠性随机械手的位型、负载的变化而变化。 2、位置重复精度数字机械臂的位置重复精度是关于精度的统计数据。任何一台工业机器人机械手，即使在同一环境、同一条件、同一动作、同一命令之下，每一次的动作位置也不可能完全一致，会有一定的误差。但可控制机械手的误差在一定范围之内。 3、分辨率在数字机械手功能中，精度常常容易和分辨率、位置重复精度相混淆。数字机械手的分辨率是由系统设计参数所决定的，并受到位置反馈检测单元性能的影响。同时，分辨率又分为编程分辨率与控制分辨率。芜湖大正百恒智能装备有限公司是一家专业研发生产销售机械手的智能科技公司，其生产的各类机械手(双臂回斜式机械手、回斜式机械手、双截单臂回斜式机械手、立式注塑机专用机械手、单臂回斜式机械手、中型一轴伺服横走式机械手、中型两轴伺服横走式机械手、数字悬挂式全伺服机械手、数字开放式全伺服机械手、中型三轴牛头式伺服机械手、重型三轴牛头式机械手、重型三轴牛头式伺服机械手)，类型丰富，控制精度高，性能优异，价格实惠，是您减省工人、提高效率、降低成本、提高产品品质、提升工厂形象的好选择。

机器人码垛、高位码垛方案

一.SW-ASRS-800机械手码垛机 1、概述：SW-ASRS-800机械手码垛机是枣庄市三维技术有限公司研发的全自动机械手码垛机，可对各种包装袋进行全自动码垛作业，具有码放速度快、垛型整齐、自动化水平高的特点。主要有包装袋压平整理、缓冲输送机、抓取辊道、托盘机、机械手等装置组成。 2、工作原理：包装合格的包装袋（包装箱）经斜坡输送机送到整平机整平，使袋形平整，包装袋（包装箱）到达抓取辊道，机械手检测到抓取辊道上有包装箱（包装袋）后，抓起包装袋进行转向、推放，将包装袋（包装箱）安照设置好的运行轨道进行码放，完成码垛工序。 3、主要特点：（1）、适用性强。当客户产品的尺寸、体积、形状及托盘的外形尺寸发生变化时只需在触摸屏上稍做修改即可，不会影响客户的正常的生产。而机械式的码垛机更改相当的麻烦甚至上是无法实现的。 (2)、能耗低。大大降低了客户的运行成本。 (3)、结构简单、零部件少。因此零部件的故障率低、性能可靠、保养维修简单、所需库存零部件少。 (4)、占地面积少。有利于客户厂房中生产线的布置，并可留出较大的库房面积。码垛

机器人可以设置在狭窄的空间，即可有效的使用。 (5)、只需定位抓起点和摆放点，教示方法简单易懂。 (6)、全部控制可在控制柜屏幕上操作即可，操作非常简单主要装置序号名称规格型号数量作用功率 1 RH-8000爬坡输送机 B650×8000 1 将包装袋输送到高位 1.5KW 2 RV-3000压平整形机 B650×3000 1 将包装袋压实整平 1.5KW 3 KR120R3200PA 机械手 R3200，6轴、库卡 1 码垛用15KW 4 CR3000抓取辊道3000×2000×1500 1 机械手抓起平台 1.5KW 5 MTP-6000 托盘自动供给机 6000×2000×3000 1 对码垛系统提供空托盘 1.1KW 6 MOTP-3000 成品托盘输送机 3000×2000×1100 1 将码垛完成托盘输出 1.5kw 7 控制系统包括触摸屏、 PLC、控制柜 1 8 SW-60C重量检测机复核包装袋重量，超差剔除 1 选购 9 CF-50金属检测机检测袋中是否有金属选购

一种码垛机器人的设计与仿真

一种码垛机器人的设计与仿真节 1.01 摘要 21世纪，科学技术的发展可谓日新月异，各种信息技术的不断发展进步，推动着社会生产的各个领域的进步，尤其是自动化技术的应用。码垛技术是近年来活跃在物流自动化领域的一项新兴的技术。码垛技术的概念是指在日常的物流运输的过程中，为了实现实现物料的搬运、装卸等物流的活动，设计一定的物料的堆码成垛的模式，这种模式是基于集成单元化的思想之上的，这种堆码成垛实现物流运输的技术就是码垛技术。我们在实现码垛技术的同时，发明了相关的码垛机器人。码垛机器人是基于码垛技术而产生的，它是一种具备特殊功能的机器人，具有垂直的多关节型的特点。码垛机器人自产生以来，已经广泛应用于社会生产的不同的专业领域，比如食品加工、石油化工等。对于不同的物流对于码垛要求参数的不同，码垛机器人可以通过自身的主计算机进行相应的参数的设置，从而进一步实现不同产品包装的码垛要求。现代物流的发展，对于码垛机器人的要求也呈现出越来越高的趋势，比如物料的码垛的精度的提高，是的码垛机器人必须具有一定的刚度和强度，防止搬运过程中出现差池。本文主要是设计一种码垛机器人的机械部分，应用于自动化生产线的物料的码垛。在进行码垛机器人的设计的时候，主要是结果机械、电子以及码垛机器人的软件等方面，根据不同方面的特点进行综合的分析，实现码垛机器人的设计。关键词：码垛技术，机器人，有限元分析，运动仿真 Abstract In the 21st century, the development of science and technology is changing, all kinds of the continuous development of information technology progress, push the progress of the various fields of social production, especially the application of automation technology. Stacking technology is active in recent years a new technology in the field of logistics automation. Stacking technology refers to the concept of in the daily logistics transportation process, in order to achieve the