Delta机器人在分拣包装自动化生产线上的应用

Delta 机器人在瓷砖分拣包装自动化生产线上的应用摘要：本文介绍由高威科Delta机器人、KEBA机器人控制系统、山洋伺 服、三菱触摸屏、PLC控制器以及高速以太网通信等构建而成的机器人自 动化系统在瓷砖分拣包装生产线中的应用。关键词：机器人，分拣包装，高速以太网随着自动化生产线在企业的普及应用，充分考虑到最大限度地解放劳 动力，提高生产效率，改善加工过程品质，越来越多的企业将原来由多 人手工完成的工作，由机器人替代，实现高效、柔性、清洁的自动化作 业。Delta 机器人属于并联类型，具有刚度大、受力平衡、承载能力强、 误差小、精度高、自重负荷比小、结构简捷、动力性能好、动作快速、 控制容易、静音和低维护等特点，配备工业视觉和各类型的末端执行 器，可自动识别、定位输送带上快速移动的各种工件，实现机器人高 速、精准地动态跟随输送带连续分拣作业。本项目就是综合应用 Delta 机器人优点对瓷砖生产行业自动化改造的一个典型成功案例。1 高威科 Delta 机器人高威科机器人事业部具备雄厚的机器人自动化装备研发和制造能力， 致力于为用户提供完善的自动化解决方案和交钥匙工程，并提供强有力 的技术支持。高威科推出的 Delta 机器人，是应用广泛的高速分拣和放 置工业机器人，机器人本体为德国 TreiBoost 品牌，由碳素纤维复合材 料以及先进的驱动技术组成，可以实现各种工业苛刻环境下的分拣和放 置应用。上海高威科电气技术有限公司成立于 2000 年，是集工业电气分销、 工业机器人系统集成研发和制造、控制系统开发、软件开发、OEM配套、 自动化控制工程承包于一体的综合性自动化高新技术企业。公司在自动 化领域具备充足的技术研发能力和丰富的项目经验，为各行业机械厂家 量身订做最适合、最先进的自动化控制系统和解决方案。高威科机器人自动化装备研发和制造中心，拥有多项自主知识产权及 丰富的行业经验，不断拓展科研和提高创新能力，产品和服务涉及工业 视觉检测、工业机器人自动化应用工程、工业机器人产品研发等领域， 在机械加工及自动上下料、食品生产及包装、饮料灌装及包装码垛、玻 璃制造及搬运、太阳能光伏组件加工及搬运、LED产品加工、自动化立体 仓库、医药物流、电子器件加工及包装、汽车零部件组装等众多应用中 拥有成熟案例。根据工作范围、负载、轴数、类型的不同，高威科 Delta 机器人有 10 多种不同型号可供客户选用，以密切贴合实际应用需求，达到经济实 用、最佳性价比。随着自动化生产线在企业的普及应用，高威科机器人 事业部已在食品、电子、机械零件、瓷砖等行业中广泛应用Delta机器 人进行高速抓放和码垛包装加工，将原来多人手工完成的工作，由 Delta 机器人替代，实现高效、柔性、清洁的自动化作业。2 瓷砖分拣包装自动化生产线瓷砖从高温窑炉产线输出，产线宽度约为2.5m,输出的瓷砖表面温度 为90C左右。后续工作按先后顺序呈阶梯状分流为4条支线。每条支线 安排两台Delta机器人，每台机器人按A/B两区轮流进行瓷砖的分拣与 堆垛，以确保连续工作。单条支线的现场布局图如图2所示。即0490图 2 瓷砖分拣现场布局图3 硬件系统架构整个系统的硬件框架如图 3所示。上位系统采用三菱高性能触摸屏与PLC控制器，控制中间层的4套KEBA机器人控制系统以及机器人外围包 装辅助系统，下层Delta机器人系统采用“一拖二”经济实用型控制方式，即：一套KEBA系统（含一个工业机器视觉系统）同时控制两套Delta机器人系统进行高速、高精度工作。伺服网络采用高速的EtherCAT 网络。4软件系统设计程序设计主要分为三大部分，一部分是三菱PLC控制器中的Main PLC 程序控制系统，另一部分是KEBA控制器中的PLC程序控制系统及其机器 人程序控制系统。系统控制流程总图如图4所示。输迭苻产品认列Robot抓取区IS 111 S产品卩1_正问辛辄链甜 ! I视就定时触发/!旷f；Main PLC 程序包裝辅助系I统控制I11 I *； 各亂器人乘统 前状态味视 与控制。Robot（同步攘陆谕送带视觉检測产品；：*:恤器人程序植制系统HE BA产品过念分析!；厂lobot 門:繰 B |Rptwt嫌垛A区图4 系统控制流程总图KEBA1EtherCATTCP/IPTCP/IPKEBA2PLC息控g视觉系SEz；皓琅讨丄*己疵孔” 迥hi系氓门询紳I ； 琳禅压坤封怖呆罐 矽矽體矽书彷莎WAi_:机黔机器人3机器AJ_2图3 系统硬件框架图Main PLC程序控制系统负责整个系统的状况协调与监控。主要包括：各机器人系统的状态监视与控制，如：实时显示各工作中的Delta机 器人抓放瓷砖的实际速度(p/min)、已完成的瓷砖分拣数量统计、漏检 瓷砖数量统计、报警信息等。状态控制方面如：各个机器人的启动、停 止、暂停、复位等。机器人外围的包装辅助系统控制可细分为开箱、进箱、堆叠、推送 出箱和封箱六大子系统。PLC (KEBA)程序控制系统中具备RC接口，用于和机器人程序控制系 统沟通，具备Axis接口负责和各伺服轴系统沟通，具备10接口负责和 外部所有10信号沟通。PLC程序还负责机器人动作之外的所有逻辑控制 和信息管理，如视觉系统的控制与信息管理。KEBA机器人程序控制系统主要负责各个机器人的具体动作控制、输送 带跟随抓取、A/B双工位交替连续码垛、机器人安全工作区域监控与保护5 结束语该自动化生产线为当前国内瓷砖生产行业首创，目前已能达到每台Delta机器人以高达120-130p/min的分拣速度长期稳定工作，满足客户 及市场要求。项目软硬件系统均符合当前自动化系统开放式、模块化、 可重构和智能化的发展趋势。将先进的Delta机器人技术、计算机技 术、自动控制技术、高速实时网络通信等高新技术应用到自动化水平相 对比较落后的瓷砖生产行业，开发这类自动化生产线具有重大的研究意 义，可为后续发展提供典型案例，积累经验，开辟机器人在新型产业中 应用的广阔前景。品和单箱产品之上，品质信息和后端码垛机器人、移 动搬运机器人（AGV）系统形成无缝对接，从而实现食品生产过程全程信 息可追溯；