[发明专利]一种单臂码垛机器人控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及码垛机，尤其是对啤酒、饮料、食品包装等行业的对箱子进行编组的设备。

背景技术

码垛机是机、电一体化高新技术产品。中、低位码垛机可以满足中低产量的生产需要。可按照要求的编组方式和层数，完成对料袋、胶块、箱体等各种产品的码垛。在使用码垛机时，需要考虑的问题是利用码垛机自身的运动如何时码垛的物品整齐、不容易倒，各物品的方向能够满足需求。目前的码垛机控制系统一般只有两个运动方向：X轴运动方向和Y轴运动方向，操作人员分别通过控制X轴和Y轴电机的动作使码垛机能够搬运箱子并将箱子层叠起来。现有的这种控制系统适应性差，码垛速度慢；而且在进行码垛时，每层箱子之间会出现不平整，这样一来就需要人工进行修整或者增加额外的机构使每层箱子摆放整齐，这不仅使结构更复杂，而且工序多，生产效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种单臂码垛机器人控制系统，具有结构简单、控制速度快、成本低的优势。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种单臂码垛机器人控制方法，具有操作简便、控制速度快、成本低的优势。

为解决上述技术问题之一，本发明的技术方案是：一种单臂码垛机器人控制系统，包括人机控制面板、调整系统、抓取系统；

所述人机控制面板依次通过PLC、伺服控制器后与调整系统连接，所述人机控制面板通过PLC与抓取系统连接；

所述调整系统包括X轴伺服控制器、X轴伺服电机、X轴编码器，所述伺服控制器信号依次通过X轴伺服电机、X轴编码器后回馈到伺服控制器中，形成第一闭环控制系统；

所述调整系统包括Y轴伺服控制器、Y轴伺服电机、Y轴编码器，所述伺服控制器信号依次通过Y轴伺服电机、Y轴编码器后回馈到伺服控制器中，形成第二闭环控制系统；

所述调整系统包括R轴伺服控制器、R轴伺服电机、R轴编码器，所述伺服控制器信号依次通过R轴伺服电机、R轴编码器后回馈到伺服控制器中，形成第三闭环控制系统；

所述抓取系统包括夹箱气缸、夹箱磁性开关、卷帘电机、卷帘接近开关；所述夹箱气缸包括左右夹箱气缸和前后夹箱气缸；所述夹箱磁性开关包括左右夹箱磁性开关、前后夹箱磁性开关；所述PLC信号依次通过卷帘电机、卷帘接近开关后返回PLC，所述 PLC信号依次通过左右夹箱气缸、左右夹箱磁性开关后返回PLC，所述 PLC信号依次通过前后夹箱气缸、前后夹箱磁性开关后返回PLC；

所述X轴电机用来控抓取系统左右平移方向动作，所述Y轴电机用来控制抓取系统上下运动方向动作，所述R轴电机用来控制抓取系统旋转运动。

作为改进，所述卷帘电机与卷帘连接，通过卷帘电机对卷帘进行收放形成抓手。卷帘电机是把接收箱子和释放箱子的装置，当两条排卷帘都放下来后，就构成了一个平台，可以接收整层箱子，当两条排卷帘都抽上去后，箱子在重力作用下就落下来。

作为改进，所述X、Y、R轴伺服电机上均设有限位开关。当伺服电机的运动碰到限位开关，伺服会自动停止，并报警，防止撞坏设备。

作为改进，所述人机控制面板包括触摸屏、控制模块、参数设置模块、监控模块、报警模块、影像模块，所述控制模块与PLC连接，所述参数设置模块与PLC连接，所述监控模块分别与所述X、Y、R轴伺服电机、夹箱气缸、卷帘电机连接。通过人机控制面板手动控制各个电机和气缸；通过参数设置模块设置伺服及箱型参数；通过监测模块查看输入、输出及设备运行的状态信息；通过报警模块显示报警信息；通过影像模块显示设备运行动画场景。

作为改进，设有远程控制中心，所述远程控制中心通过无线网络与PLC连接。远程控制中心通过无线网络获取PLC信息，可以对PLC进行故障处理。

为解决上述技术问题之二，本发明的技术方案是：一种单臂码垛机器人控制方法，包括人机控制面板、调整系统、抓取系统；

所述人机控制面板依次通过PLC、伺服控制器后与调整系统连接，所述人机控制面板通过PLC与抓取系统连接；

所述调整系统包括X轴伺服控制器、X轴伺服电机、X轴编码器、Y轴伺服控制器、Y轴伺服电机、Y轴编码器、R轴伺服控制器、R轴伺服电机、R轴编码器；所述抓取系统包括夹箱气缸、夹箱磁性开关、卷帘电机、卷帘接近开关、与卷帘电机连接的卷帘；

控制方法如下：

101)通过人机控制面板初始化系统并等待；

102)监测卷帘内是否有箱子，有则进入下一步，否则返回等待；

103)夹箱气缸动作夹紧箱子，同时X轴伺服电机前进；

104)由夹箱磁性开关判断夹箱气缸是否到位，是则进入下一步，否则返回上一步；