CN103129975B - 一种码垛机器人及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种码垛机器人及其控制方法，包括升降装置、摆动装置、抓取装置、检测装置，以及对各部件进行控制的伺服控制系统，伺服控制系统的运行指令之间可进行快速的无缝切换，使得设备运动过程中没有任何停顿，运行顺畅、高速、准确。伺服控制系统带有位置反馈单元和扭矩检测单元，可实现设备的精确定位和控制，对工作过程进行监控；当发生过载现象时，系统控制设备停止运行，避免设备发生故障和损坏。
Description
技术领域
本发明涉及码垛机，特别是涉及对瓶罐、箱体等进行码垛的码垛机器人及其控制方法。
背景技术
人工码垛的劳动强大巨大且效率低下，现代工业常用机器人替代人力进行码放工作。码垛机器人包括软件控制程序和码垛机械手，机械手按照程序将料袋、瓶罐、箱体等各种产品进行码放。码垛机器人装有驱动电机，驱动电机控制抓取装置对产品进行定位和搬动；同时，机器人采用端子控制系统，通过连接开关对机器人的运作过程进行控制。
现有技术中的驱动电机采用电抗电机，电抗电机通过电抗器对电流变化的抑制作用，使交流电移相，从而控制电机做往复运动，该种电机动态响应速度较慢，难以实现进一步的提速，无法满足现代高速生产线的生产要求。
端子控制系统结构简单，能快速地对系统进行控制，但没有位置反馈单元，不能对无法对不同规格的产品进行精确定位，使得生产线转产时难以适应；没有扭矩检测单元，当机器人因机械或其它方面的意外发生过载现象时，控制系统无法做出响应，导致设备遭受损坏，甚至增加操作人员的安全风险。由此，该系统无法对运动过程的具体参数进行采集，导致设备的运作难以监控，且无法对工作过程中产生的故障进行判别和提示。再者，现有系统主机的码垛逻辑集成在PLC中，更换主机时必须相应地修改程序。
发明内容
本发明旨在提供一种采用伺服控制系统的码垛机器人，以使码垛更加高速、准确。
本发明还旨在给出一种配合上述设备进行码垛的控制方法，以使设备运行高速、顺畅。
本发明所述的码垛机器人，包括：
伺服控制系统，接收上位机操作指令和检测装置信号，并发出相应控制信号至升降装置、摆动装置和抓取装置，进而控制抓取装置抓取或码垛产品；装有位置反馈单元，接收各部件的位置反馈信号并对其进行定位和监控；
升降装置，包括沿支架做升降运动的升降台，和控制升降台做升降运动的升降电机，伺服控制系统发出控制信号至升降电机，进而控制升降台升降；
摆动装置，一端铰接升降台并绕其转动，另一端与抓取装置连接，接收伺服控制系统发出的信号进行水平摆动；
抓取装置，连接在摆动装置一端并随其移动，接收伺服控制系统的控制信号而抓取上位机输送的产品，以及在制定位置进行码垛；
检测装置，设置于抓取装置上并与伺服控制系统连接，判断抓取装置是否满载，并将判断信号反馈至伺服控制系统，进行控制抓取装置是否抓取产品或切入码垛程序。
使用上述码垛机器人进行码垛工作的控制方法，包括以下步骤：
A.系统初始化；
B.检测装置判断抓取装置内是否放有产品并反馈至伺服控制系统：若否，则执行步骤C；若是，则执行步骤D；
C.进入抓取子程序抓取产品，伺服控制系统控制升降装置和摆动装置，进而带动抓取装置移动至抓取位置运动，抓取过程中通过位置反馈单元将各点的位置信号反馈至伺服控制系统；
D.进入码垛子程序对产品进行码垛，伺服控制系统控制升降装置和摆动装置，进而带动抓取装置移动至码垛位置运动，码垛过程中通过位置反馈单元将各点的位置信号反馈至伺服控制系统；
E.重复上述步骤C、D，直至码垛完成。
本发明所述的码垛机器人，设备启动后检测装置检测抓取装置内是否放有瓶罐或箱体等产品，若否则进入抓取子程序抓取产品，此时升降台和摆动装置在伺服控制系统的控制下运动，带动抓取装置移动至上位机的末端，即上一工序的设备的末端，等待上位机将产品送至抓取装置内，上位机将产品送至抓取装置后发送完成信号至码垛机器人，码垛机器人进入码垛子程序。在抓取子程序的过程中，升降台、摆动装置以及抓取装置的移动过程以及移动的各个位置通过位置反馈单元反馈至伺服控制系统。若设备启动后检测到抓取装置内已有产品，则直接进入码垛子程序对产品进行码垛，此时升降台沿升降支架升降以调整码垛高度，摆动装置绕升降台转动以调整水平位置，待定位完成后，抓取装置将其内的产品码放在此位置，码放完成后再进入抓取子程序，重复以上步骤已完成所有产品的码垛工作。同样的，在码垛子程序的过程中，升降台、摆动装置以及抓取装置的移动过程以及移动的各个位置均通过位置反馈单元反馈至伺服控制系统。码垛机器人通过伺服控制系统控制各部件的运动，伺服控制系统的运行指令之间可进行快速的无缝切换，使得设备运动过程中没有任何停顿，运行顺畅，且效率高。伺服控制系统带有位置反馈单元，通过位置反馈单元对设备运行过程进行反馈，实现设备的精确定位和控制，对运行过程实现监控。
所述的码垛机器人，伺服控制系统包括扭矩检测单元，扭矩检测单元对各部件进行扭矩检测，接收过载信号并控制设备停止运行。码垛机器人运作过程中，扭矩检测单元对各部件运作过程中产生的扭矩进行检测，当发生过载现象时，伺服控制系统接收到过载信号，控制设备停止运行，避免设备发生故障和损坏。
附图说明
图1、2是码垛机器人的结构示意图。
图3是图1所示码垛机器人的立体结构图。
图4是图1所示码垛机器人的控制方法流程图。
图5是图4所示码垛机器人控制方法的初始化流程图。
图6是图4所示码垛机器人控制方法的抓取子程序流程图。
图7是图4所示码垛机器人控制方法的码垛子程序流程图。
具体实施方式
本发明所述的码垛机器人，包括：
伺服控制系统，接收上位机操作指令和检测装置信号，并发出相应控制信号至升降装置、摆动装置2和抓取装置3，进而控制抓取装置3抓取或码垛产品；装有位置反馈单元，接收各部件的位置反馈信号并对其进行定位和监控；
升降装置，包括沿支架11做升降运动的升降台12，和控制升降台12做升降运动的升降电机13，伺服控制系统发出控制信号至升降电机13，进而控制升降台12升降；
摆动装置2，一端铰接升降台12并绕其转动，另一端与抓取装置3连接，接收伺服控制系统发出的信号进行水平摆动；
抓取装置3，连接在摆动装置2一端并随其移动，接收伺服控制系统的控制信号而抓取上位机输送的产品，以及在制定位置进行码垛；
检测装置，设置于抓取装置3上并与伺服控制系统连接，判断抓取装置3是否满载，并将判断信号反馈至伺服控制系统，进行控制抓取装置3是否抓取产品或切入码垛程序。
所述的码垛机器人，伺服控制系统包括扭矩检测单元，扭矩检测单元对各部件进行扭矩检测，接收过载信号并控制设备停止运行。
所述的码垛机器人，抓取装置3包括可放入产品的箱体4，沿箱体4两侧和底部移动从而打开或闭合箱体底部的卷帘5，接收伺服系统的信号并控制卷帘5运动的卷帘电机6；所述的卷帘电机6是伺服电机。卷帘在卷帘电机的驱动下可沿箱体的两侧和底部移动，当卷帘移至箱体底部时将底部封闭，产品通过上位机输送至箱体内部并随箱体移动，从而实现抓取动作；抓取装置移至码垛位置，当卷帘移至箱体两侧时打开箱体的底部，放置于箱体内部的产品从底部落出，从而实现码垛动作。采用伺服电机作为驱动电机，响应速度和运动速度快，与伺服控制系统紧密配合，现实高速生产线的生产需求。
所述的码垛机器人，检测装置是光电感应器。在机器人进行抓取和码垛工作时，检测装置对工作过程进行检测，从而反馈至伺服控制系统实现控制。采用光电感应器进行检测，结构简单可靠且易于实现。
所述的码垛机器人，有两段可伸缩的连杆7，连杆7的两端分别连接升降台12和抓取装置3，两段连杆分别设置于摆动装置2的两侧，且与摆动装置2平行。机器人工作时，摆动装置带动抓取装置移动，在此过程中，抓取装置因放有产品产生重心偏移，导致晃动的发生，而可伸缩的连杆将升降台和抓取装置进行连接，且两段连杆分别平行设置于摆动装置的两侧，形成平行四边形，通过平行四边形的调整、支撑和缓冲，有效降低抓取装置的晃动，从而实现自动平衡调节。
所述的码垛机器人，采用profibus-Dp接口与外部主机相连接。系统采用profibus-Dp接口使用规范的通信格式，此格式与机器人的码垛程序格式相一致，当系统主机进行更换时，无需重新修改上位机程序，使得设备的更换更加方便。
本发明所述的码垛机器人的控制方法，包括以下步骤：
A.系统初始化；
B.检测装置判断抓取装置内是否放有产品并反馈至伺服控制系统：若否，则执行步骤C；若是，则执行步骤D；
C.进入抓取子程序抓取产品，伺服控制系统控制升降装置和摆动装置运动，进而带动抓取装置移动至抓取位置，抓取过程中通过位置反馈单元将各点的位置信号反馈至伺服控制系统；
D.进入码垛子程序对产品进行码垛，伺服控制系统控制升降装置和摆动装置运动，进而带动抓取装置移动至码垛位置，码垛过程中通过位置反馈单元将各点的位置信号反馈至伺服控制系统；
E.重复上述步骤C、D，直至码垛完成。
所述的码垛机器人控制方法，步骤A系统初始化时，包括以下步骤：
a.轴参数配置清零；
b.执行初始化程序，重置程序中间变量，使整机位置初始化和中间状态初始化。
所述的码垛机器人控制方法，步骤C抓取子程序包括以下步骤：
a.抓取装置以速度V1移至抓取区安全点；
b.抓取装置以速度V2移至产品进入箱体的等待点，且V2<V1；
c.产品进入箱体，接收上位机抓取完成信号，完成抓取子程序。
所述的码垛机器人控制方法，步骤D码垛子程序包括以下步骤：
a.抓取装置以速度V3移至码垛区安全点；
b.抓取装置以速度V4移至码垛等待点，且V4<V3；
抓取装置接收允许码垛信号，打开卷帘放下产品，完成码垛子程序。
Claims (10)
1.一种码垛机器人，其特征在于，包括：
伺服控制系统，接收上位机操作指令和检测装置信号，并发出相应控制信号至升降装置、摆动装置（2）和抓取装置（3），进而控制抓取装置（3）抓取或码垛产品；装有位置反馈单元，接收各部件的位置反馈信号并对其进行定位和监控；
升降装置，包括沿支架（11）做升降运动的升降台（12），和控制升降台（12）做升降运动的升降电机（13），伺服控制系统发出控制信号至升降电机（13），进而控制升降台（12）升降；
摆动装置（2），一端铰接升降台（12）并绕其转动，另一端与抓取装置（3）连接，接收伺服控制系统发出的信号进行水平摆动；
抓取装置（3），连接在摆动装置（2）一端并随其移动，接收伺服控制系统的控制信号而抓取上位机输送的产品，以及在制定位置进行码垛；
检测装置，设置于抓取装置（3）上并与伺服控制系统连接，判断抓取装置（3）是否满载，并将判断信号反馈至伺服控制系统，进行控制抓取装置（3）是否抓取产品或切入码垛程序。
2.根据权利要求1所述的码垛机器人，其特征在于：伺服控制系统包括扭矩检测单元，扭矩检测单元对各部件进行扭矩检测，接收过载信号并控制设备停止运行。
3.根据权利要求1所述的码垛机器人，其特征在于：抓取装置（3）包括可放入产品的箱体（4），沿箱体（4）两侧和底部移动从而打开或闭合箱体底部的卷帘（5），接收伺服系统的信号并控制卷帘（5）运动的卷帘电机（6）。
4.根据权利要求3所述的码垛机器人，其特征在于：所述的卷帘电机（6）是伺服电机。
5.根据权利要求1所述的码垛机器人，其特征在于：所述的检测装置是光电感应器。
6.根据权利要求1所述的码垛机器人，其特征在于：有两段可伸缩的连杆（7），连杆（7）的两端分别连接升降装置和抓取装置（3），两段连杆（7）分别设置于摆动装置（2）的两侧，且与摆动装置（2）平行。
7.一种利用如权利要求1所述的码垛机器人进行码垛的控制方法，包括以下步骤：
A.系统初始化；
B.检测装置判断抓取装置内是否放有产品并反馈至伺服控制系统：若否，则执行步骤C；若是，则执行步骤D；
C.进入抓取子程序抓取产品，伺服控制系统控制升降装置和摆动装置运动，进而带动抓取装置移动至抓取位置，抓取过程中通过位置反馈单元将各点的位置信号反馈至伺服控制系统；
D.进入码垛子程序对产品进行码垛，伺服控制系统控制升降装置和摆动装置运动，进而带动抓取装置移动至码垛位置，码垛过程中通过位置反馈单元将各点的位置信号反馈至伺服控制系统；
E.重复上述步骤C、D，直至码垛完成。
8.根据权利要求7所述的码垛机器人控制方法，其特征在于，步骤A系统初始化时，包括以下步骤：
a.轴参数配置清零；
b.执行初始化程序，重置程序中间变量，使整机位置初始化和中间状态初始化。
9.根据权利要求7所述的码垛机器人控制方法，其特征在于，步骤C抓取子程序包括以下步骤：
a.抓取装置以速度V1移至抓取区安全点；
b.抓取装置以速度V2移至产品进入箱体的等待点，且V2<V1；
c.产品进入箱体，接收上位机抓取完成信号，完成抓取子程序。
10.根据权利要求7所述的码垛机器人控制方法，其特征在于，步骤D码垛子程序包括以下步骤：
a.抓取装置以速度V3移至码垛区安全点；
b.抓取装置以速度V4移至码垛等待点，且V4<V3；
c.抓取装置接收允许码垛信号，打开卷帘放下产品，完成码垛子程序。
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Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105150189B (zh) * | 2015-06-19 | 2017-01-18 | 北京云迹科技有限公司 | 一种轮式机器人驱动模式的无缝切换方法 |
| CN105522593A (zh) * | 2016-03-10 | 2016-04-27 | 常州捷佳创精密机械有限公司 | 一种机械手的保护结构 |
| CN106406218A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-02-15 | 大连佳林设备制造有限公司 | 装箱码垛机器人控制系统 |
| BR112019011459B1 (pt) * | 2016-12-06 | 2022-10-04 | Tmt-Tapping Measuring Technology Sàrl | Manipulador para girar em torno de seu próprio eixo um objeto de manipulação |
| CN109129453A (zh) * | 2017-06-28 | 2019-01-04 | 上海昱庄机械科技有限公司 | 卷帘伺服搬运机械手 |
| CN109696910B (zh) * | 2017-10-23 | 2022-04-15 | 深圳市优必选科技有限公司 | 一种舵机运动控制方法及装置、计算机可读存储介质 |
| CN107932501A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-04-20 | 江苏新美星包装机械股份有限公司 | 码垛机排箱机械手的控制方法 |
| CN108313745A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-07-24 | 太仓全众智能装备有限公司 | 机器人整层抓手 |
| CN108750852B (zh) * | 2018-08-13 | 2020-02-14 | 艾信智慧医疗科技发展（苏州）有限公司 | 物流往复式提升系统的初始化控制方法 |
| CN111137687B (zh) * | 2020-01-22 | 2021-04-20 | 山东交通学院 | 一种混凝土矩形槽的堆料装置及堆料方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5119006A (en) * | 1988-03-10 | 1992-06-02 | Fanuc Ltd. | Method of detecting a collision of machine operating parts driven by servomotors |
| CN201634236U (zh) * | 2010-03-22 | 2010-11-17 | 广州达意隆包装机械股份有限公司 | 摆臂式单立柱码垛机 |
| CN101973033A (zh) * | 2010-09-07 | 2011-02-16 | 广州市万世德包装机械有限公司 | 一种单臂码垛机器人控制系统及方法 |
| DE102009040951A1 (de) * | 2009-09-11 | 2011-06-09 | Bär, Ralf, Dipl.-Ing. | Handhabungs-/Stapelvorrichtung für Paletten, Behälter oder dergleichen |
| CN203173512U (zh) * | 2013-03-04 | 2013-09-04 | 广州达意隆包装机械股份有限公司 | 一种码垛机器人 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007249524A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Daihen Corp | ロボット制御装置 |
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2013
- 2013-03-04 CN CN201310066761.2A patent/CN103129975B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5119006A (en) * | 1988-03-10 | 1992-06-02 | Fanuc Ltd. | Method of detecting a collision of machine operating parts driven by servomotors |
| DE102009040951A1 (de) * | 2009-09-11 | 2011-06-09 | Bär, Ralf, Dipl.-Ing. | Handhabungs-/Stapelvorrichtung für Paletten, Behälter oder dergleichen |
| CN201634236U (zh) * | 2010-03-22 | 2010-11-17 | 广州达意隆包装机械股份有限公司 | 摆臂式单立柱码垛机 |
| CN101973033A (zh) * | 2010-09-07 | 2011-02-16 | 广州市万世德包装机械有限公司 | 一种单臂码垛机器人控制系统及方法 |
| CN203173512U (zh) * | 2013-03-04 | 2013-09-04 | 广州达意隆包装机械股份有限公司 | 一种码垛机器人 |
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