CN217238660U - 一种基于plc的堆垛机器人控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于PLC的堆垛机器人控制系统，其构成如下：控制器(1)、伺服电机(2)、伺服驱动器(3)、噪声滤波器(4)、外置再生放电电阻器(5)、高速脉冲输出单元(6)；其中：控制器(1)、伺服电机(2)、噪声滤波器(4)、外置再生放电电阻器(5)、高速脉冲输出单元(6)都分别连接着伺服驱动器(3)；伺服电机(2)具体是松下MINAS‑A5系列的惯量MGME伺服电机，共有三个：X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机；伺服驱动器(3)与伺服电机(2)配套使用。本实用新型涉及一种堆垛机器人控制系统设计和应用方案；其具有可靠性高、性价比高，适应性强、工作效率高等特点，具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。

Description

一种基于PLC的堆垛机器人控制系统
技术领域
本实用新型涉及基于PLC的堆垛机器人控制系统结构件设计和应用技术领域，具体涉及一种基于PLC的堆垛机器人控制系统。
背景技术
现有技术中，堆垛机是一种得到广泛应用的物料搬运设备。堆垛机是一种自动化立体仓库里面的存取货设备，通常分为单立柱和双立柱结构，而且货叉也有欧标货叉和日标板叉这两大类，前者对应的一般是横梁式货架，后者通常对应牛腿式货架，堆垛机能在很大程度上提高仓库使用面积和空间利用率，减少人工操作的同时，还能提高整体的仓储作业效果和自动化程度。
堆垛机能够根据通道的走向分成直轨类型，弯轨型，转轨型和岔道型，另外还有配置司机室的拣选类型，它的结构非常稳定可靠，通过矢量变频驱动和编码器位置实现最终的控制，使用机械和电器双重保险装置来确保安全性，加上信息传递全程跟踪技术，让整体的设备功能有效提升，进口的电器原件，触摸屏的假面操作，不仅能让操作更简单，还能时间手动，单击自动和联机自动控制效果。
堆垛机通过行走、提升等机构完成整体的使用要求，加上国际先进伺服控制系统以及绝对认证系统进行全封闭环控制，和条码或者激光测距等高精准度认址的配合使用，能够让设备高精准度的运行。
堆垛机器人是近年来逐渐取代传统堆垛机的物流自动化设备，传统的码垛方式在很多情况下无法适应当今高科技发展，当生产线速度过高或者产品的质量过大，人力以及传统堆垛机就难以满足要求，其所付出的劳动成本很高，然而还不能提高生产效率。
使用堆垛机器人的一个重要原因在于人力受自身臂展和身体的局限约束，使得对于大型货物就困难的移动，而且通过人力进行码垛通常难以将货物码的高，低的码垛就会导致占用很多的空间，对于公司有限的空场地而言，是难以满足货物码垛的要求的。采用机器人代替人工进行搬运卸载等工作，高速生产将不再受到码垛作业的影响，同时还大大节约了码垛场地。一般情况下一台堆垛机器人可替代4-5个人工。按照普遍的4-5个人工来计算，一个人工按每个月4000元工资计算，工厂一年养一个工人的费用就在最低5万元左右，4-5个人工就是20-25万，而一台堆垛机器人的投入远远用不了这么多，而且机器人不需要频繁的休息。同时，机器人可以码出的垛更高，提高了叉车的使用效率以及库房的利用率。如此，对于企业而言，各方面的的生产成本都将随着堆垛机器人的出现而降低，所以采用堆垛机器人进行搬运卸载等工作较人工作业获得的经济效益还是相当显著的。
总的来说，使用堆垛机器人对提高搬运卸载的效率，提高码垛的质量，节约劳动成本，保证企业员工的人生安全等等有十分重要的意义。
堆垛机器人应用逐渐增多，在工厂物流背景下，人们迫切希望获得一种实用价值高、安全性高、可靠性高、技术效果优良的堆垛机器人控制系统设计方案。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种主要适用于工厂物流背景下的堆垛机器人控制系统，尤其是一种实用价值高、安全性高、可靠性高、技术效果优良的堆垛机器人控制系统设计方案。
本实用新型一种基于PLC的堆垛机器人控制系统，其构成如下：控制器1、伺服电机2、伺服驱动器3、噪声滤波器4、外置再生放电电阻器5、高速脉冲输出单元6；其中：控制器1、伺服电机2、噪声滤波器4、外置再生放电电阻器5、高速脉冲输出单元6都分别连接着伺服驱动器3；
控制器1是PLC控制模块；其特征在于：
伺服电机2具体是松下MINAS-A5系列的惯量MGME伺服电机，共有三个：X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机；
伺服驱动器3是松下MINAS-A5系列的伺服驱动器，其与伺服电机2 配套使用；伺服驱动器3共有三个：X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、Z 轴伺服驱动器；
噪声滤波器4是自适应卡尔曼滤波器；外置再生放电电阻器5具体是上海维宏电子科技股份有限公司出产的外置再生放电电阻器，其型号为 WSDV-140。
本实用新型所述基于PLC的堆垛机器人控制系统，优选要求保护的技术是内容是：
控制器1的构成如下：型号为CP1H-X40DT1-D和CPM1A-20EDR的欧姆龙PLC，二者连接在一起构成以CP1H-X40DT1-D为核心并连接有CPM1A-20EDR扩展单元的控制器1，每个CPM1A-20EDR扩展单元有12点输入I/O单元；
控制器1共有29个输入口：启动、手动、停止、自动入库、自动出库、 X轴原点输入、Y轴原点输入、Z轴原点输入、X轴正向限位开关、Y轴正向限位开关、Z轴正向限位开关、X轴负向限位开关、Y轴负向限位开关、Z 轴负向限位开关、X轴原点开关、Y轴原点开关、Z轴原点开关、手动X轴正向、手动Y轴正向、手动Z轴正向、手动X轴负向、手动Y轴负向、手动Z轴负向、高速0伺服RDY、高速1伺服RDY、高速2伺服RDY、X轴原点附近、Y轴原点附近、Z轴原点附近；
控制器1共有7个输出口：电磁吸盘、输送机1、输送机2、限位报警、脉冲0使能、脉冲1使能、脉冲2使能；
与伺服电机2松下MINAS-A5配套的松下MINAS-A5伺服驱动器上还连接有下述结构：噪声滤波器4、外置再生放电电阻器5、高速脉冲输出单元 (高速脉冲输出0、高速脉冲输出1、高速脉冲输出2)；其中：外置再生放电电阻器具体要求是：使用上海维宏电子科技股份有限公司出产的外置再生放电电阻器，其型号为WSDV-140；
松下MINAS-A5配套的松下MINAS-A5伺服驱动器的供电模块满足下述要求：外接电源正极和负极分别连接COM+和COM-端子，继电器KA4线圈和整流二极管并联后一起布置在S-RDY+端子和外加电源正极之间；继电器KA3 触点布置在S-RV-ON端子和外加电源负极之间；
整流二极管型号为1N5395，继电器KA4型号为JZC1-40；继电器KA3 型号为F4-40；
松下MINAS-A5配套的伺服驱动器的主供电端满足下述要求：其接电端子L1、L2、L3依次通过噪声滤波器、变压器连接着主供电线路；在噪声滤波器上游和下游均设置有三相成组连接触点；其中：噪声滤波器和下游的松下MINAS-A5伺服驱动器之间的三相成组连接触点。
所述控制器1是由两台欧姆龙的CP1H或两台CJ1M进行串行PLC连接构成的；具体是两台CP1H或C两台J1M分别布置有RS232选件板，然后使用RS232C或RS-422A/485连接线连接为一体；其中：一台CP1H或CJ1M为主机，另一台CP1H或CJ1M为从机；主机的TXD端子连接着从机的RXD端子，主机的RXD端子连接着从机的TXD端子，GND共连；
控制器1上还连接有HMI触摸屏；威纶通触摸屏，型号为MT6071iP，其COM1口通过RS232或RS485连接着控制器1；主站和从站PLC并未使用的那一个串行端口要利用起来与触摸屏进行通讯；将主站的串行端口1再插上一个RS232选件板，从站的串行端口1再插上一个RS485选件板；然后制作一根1分2的通讯线将两个PLC连接起来；威纶通触摸屏MT6071iP 的COM1口232和485对应的引脚分配如下：
威纶通触摸屏MT6071iP的COM1口的9脚RX端子、6脚TX端子、5脚 GND端子分别连接着CP1H CPU主站的RS232选件板的2脚SD端子、3脚RD 端子、9脚GND端子；
威纶通触摸屏MT6071iP的COM1口的1脚RX-、2脚RX+、3脚TX-、4 脚TX+、5脚GND分别连接着CP1H CPU从站的RS485选件板的下述端子：SDA、SDB、RDA、RDB、FG；
RS232串口连接器(转换器)公口和母口连接：即COM1 RS232 9P D-Sub Female连接着RS232 9P D-Sub Male；R485全双工串口连接器(转换器) 公口和母口连接：即COM1RS485 4W 9P D-Sub Female连接着CP1W-CIF11 RS485 4W Terminal。
连线之后，设定好主站和从站PLC的参数，确定数据共享区域。母站和子站共享10CH的数据区，无需进行程序编写，母站的数据区是 3100-3109CH，从站的数据区是3110-3119CH。例如在母站的编程里可以直读分配给从站3110.00的状态，同样从站的编程里也可以读3100.15的状态。然后进行如下操作：
其一，然后对主站PLC进行编程设置。例如：将主站的串口2用于串行PLC链接，选PCLink主站，链接字默认10，链接模式选主体，参见图 9；
其二，之后写好主站程序，并对从站PLC进行编程设置，将从站的串口2用于和主站进行串行PLC链接，选PC Link从站即可；再写好从站程序；
其三；采用HMI触摸屏将主从两个PLC的数据和状态显示出来。这里我们选用威纶通触摸屏，型号为MT6071iP，查阅威纶通触摸屏连接手册，其COM1口不仅可以进行RS232连接，还可以进行RS485连接。所以我们的主站和从站PLC并未使用的那一个串行端口要利用起来与触摸屏进行通讯。这里我将主站的串行端口1再插上一个RS232选件板，从站的串行端口1 再插上一个RS485选件板(选件板上有很小的拨码开关，SW1置ON其余置 OFF)。然后制作一根1分2的通讯线将两个PLC连接起来即可。威纶通触摸屏MT6071iP的COM1口RS232和RS485对应的引脚分配如下：
威纶通触摸屏MT6071iP的COM1口的9脚RX端子、6脚TX端子、5脚 GND端子分别连接着CP1H CPU主站的RS232选件板的2脚SD端子、3脚RD 端子、9脚GND端子；
威纶通触摸屏MT6071iP的COM1口的1脚RX-、2脚RX+、3脚TX-、4 脚TX+、5脚GND分别连接着CP1H CPU从站的RS485选件板的下述端子： SDA、SDB、RDA、RDB、FG；
第四步、对该MT6070IH5触摸屏进行编程，设定好两个PLC的端口分配：
对主站CP1H的端口1进行设置为默认Host Link模式；对从站CP1H 的端口1进行设置为默认Host Link模式；
对触摸屏进行编程HMI界面；
双击主站的标签按钮，在PLC名称里选择第一个CP0就是我们的主站，同理，如果是显示从站的内存值，将这里改成CP1即可。如上图我有显示两个D104，但左边一个是CP0的值，右边一个是CP1的值；
第五步、整理一下，画一个系统构成总图(参见说明书附图9)；两台 CP1H通过这种方式组成了一个系统，其数据共享使得这个系统可以在使用继电器3100-3119通讯进行，两台CP1H加起来，在相应的执行条件满足时即可驱动8轴100K步进或伺服电机。
所述控制器1上还分别连接有下述构成单元：示教编程器1.1、操作面板1.2、存储器1.3、打印机接口1.4、传感器模块1.5、轴控制器1.6、手爪变位器控制单元1.7、通信与网络接口1.8、激光雷达1.9；其中：
示教编程器1.1是ABB公司的型号是DSQC679 3HAC028357-001的机器人示教器；打印机接口1.4具体是SCSI接口单元或USB接口单元；
传感器模块1.5具体包含下述几种传感器：CV-035MKEYENCE基恩士视觉传感器、HPS-167U-L海伯森激光测距传感器、安川YEF12554防撞传感器、沃美诺wmn-06安全缓冲器；
轴控制器1.6是多轴控制器RCX340；
激光雷达1.9具体是海伯森技术(深圳)有限公司的HPS-3D160Pro固态激光雷达。
本实用新型涉及一种堆垛机器人控制系统设计和应用方案；其具有可靠性高、性价比高，适应性强、工作效率高等特点，具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。
附图说明
图1为实施例1基于PLC的堆垛机器人控制系统的控制器1及其端子图；
图2为实施例1基于PLC的堆垛机器人控制系统控制器1输入端子分配图；
图3为实施例1基于PLC的堆垛机器人控制系统控制器1输出端子分配图；
图4为实施例1基于PLC的堆垛机器人控制系统电气原理图；
图5为基于PLC的堆垛机器人控制系统构成原理示意简图；
图6为控制器1扩展外接输入端子的原理示意简图；
图7为基于PLC的堆垛机器人控制系统主程序流程图；
图8为基于PLC的堆垛机器人控制系统循环程序流程图；
图9为HMI触摸屏显示的PLC串口2的设定内容截图；
图10为实施例2堆垛机器人控制系统的控制器1构成原理示意简图。
具体实施方式：
通过实施例进一步详细描述本发明，但不以任何方式限制本发明的范围。
关于附图4的补充说明标记：图4中只绘制有1个伺服驱动器为核心的驱动单元，实际上有3个这样的驱动单元；另两个省略未画出的分别连接脉冲输出1、脉冲输出2；二者各自连接着一台伺服电机。
实施例1
一种基于PLC的堆垛机器人控制系统，其构成如下：控制器1、伺服电机2、伺服驱动器3、噪声滤波器4、外置再生放电电阻器5、高速脉冲输出单元6；其中：控制器1、伺服电机2、噪声滤波器4、外置再生放电电阻器5、高速脉冲输出单元6都分别连接着伺服驱动器3；
控制器1是PLC控制模块；
伺服电机2具体是松下MINAS-A5系列的惯量MGME伺服电机，共有三个：X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机；
伺服驱动器3是松下MINAS-A5系列的伺服驱动器，其与伺服电机2 配套使用；伺服驱动器3共有三个：X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、Z 轴伺服驱动器；
噪声滤波器4是自适应卡尔曼滤波器；外置再生放电电阻器5具体是上海维宏电子科技股份有限公司出产的外置再生放电电阻器，其型号为 WSDV-140。
控制器1的构成如下：型号为CP1H-X40DT1-D和CPM1A-20EDR的欧姆龙PLC，二者连接在一起构成以CP1H-X40DT1-D为核心并连接有 CPM1A-20EDR扩展单元的控制器1，每个CPM1A-20EDR扩展单元有12点输入I/O单元；
控制器1共有29个输入口：启动、手动、停止、自动入库、自动出库、 X轴原点输入、Y轴原点输入、Z轴原点输入、X轴正向限位开关、Y轴正向限位开关、Z轴正向限位开关、X轴负向限位开关、Y轴负向限位开关、Z 轴负向限位开关、X轴原点开关、Y轴原点开关、Z轴原点开关、手动X轴正向、手动Y轴正向、手动Z轴正向、手动X轴负向、手动Y轴负向、手动Z轴负向、高速0伺服RDY、高速1伺服RDY、高速2伺服RDY、X轴原点附近、Y轴原点附近、Z轴原点附近；
控制器1共有7个输出口：电磁吸盘、输送机1、输送机2、限位报警、脉冲0使能、脉冲1使能、脉冲2使能；
与伺服电机2松下MINAS-A5配套的松下MINAS-A5伺服驱动器上还连接有下述结构：噪声滤波器4、外置再生放电电阻器5、高速脉冲输出单元 (高速脉冲输出0、高速脉冲输出1、高速脉冲输出2)；其中：噪声滤波器是自适应卡尔曼滤波器；外置再生放电电阻器具体要求是：使用上海维宏电子科技股份有限公司出产的外置再生放电电阻器，其型号为WSDV-140；
松下MINAS-A5配套的松下MINAS-A5伺服驱动器的供电模块满足下述要求：外接电源正极和负极分别连接COM+和COM-端子，继电器KA4线圈和整流二极管并联后一起布置在S-RDY+端子和外加电源正极之间；继电器KA3 触点布置在S-RV-ON端子和外加电源负极之间；
整流二极管型号为1N5395，继电器KA4型号为JZC1-40；继电器KA3 型号为F4-40；
松下MINAS-A5配套的伺服驱动器的主供电端满足下述要求：其接电端子L1、L2、L3依次通过噪声滤波器、变压器连接着主供电线路；在噪声滤波器上游和下游均设置有三相成组连接触点；其中：噪声滤波器和下游的松下MINAS-A5伺服驱动器之间的三相成组连接触点。
本实施例涉及一种堆垛机器人控制系统设计和应用方案；其具有可靠性高、性价比高，适应性强、工作效率高等特点，具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。
实施例2
一种基于PLC的堆垛机器人控制系统，其构成如下：控制器1、伺服电机2、伺服驱动器3、噪声滤波器4、外置再生放电电阻器5、高速脉冲输出单元6；其中：控制器1、伺服电机2、噪声滤波器4、外置再生放电电阻器5、高速脉冲输出单元6都分别连接着伺服驱动器3；
控制器1是PLC控制模块；
伺服电机2具体是松下MINAS-A5系列的惯量MGME伺服电机，共有三个：X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机；
伺服驱动器3是松下MINAS-A5系列的伺服驱动器，其与伺服电机2 配套使用；伺服驱动器3共有三个：X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、Z 轴伺服驱动器；
噪声滤波器4是自适应卡尔曼滤波器；外置再生放电电阻器5具体是上海维宏电子科技股份有限公司出产的外置再生放电电阻器，其型号为 WSDV-140。
控制器1是两台欧姆龙的CP1H或两台CJ1M进行串行PLC连接构成的；具体是两台CP1H或C两台J1M分别布置有RS232选件板，然后使用RS232C 或RS-422A/485连接线连接为一体；其中：一台CP1H或CJ1M为主机，另一台CP1H或CJ1M为从机；主机的TXD端子连接着从机的RXD端子，主机的RXD端子连接着从机的TXD端子，GND共连；
控制器1上还连接有HMI触摸屏；威纶通触摸屏，型号为MT6071iP，其COM1口通过RS232或RS485连接着控制器1；主站和从站PLC并未使用的那一个串行端口要利用起来与触摸屏进行通讯。将主站的串行端口1再插上一个RS232选件板，从站的串行端口1再插上一个RS485选件板(RS485 选件板上的拨码开关SW1置ON其余置OFF)；然后制作一根1分2的通讯线将两个PLC连接起来；威纶通触摸屏MT6071iP的COM1口232和485对应的引脚分配如下：
威纶通触摸屏MT6071iP的COM1口的9脚RX端子、6脚TX端子、5脚 GND端子分别连接着CP1H CPU主站的RS232选件板的2脚SD端子、3脚RD 端子、9脚GND端子；
威纶通触摸屏MT6071iP的COM1口的1脚RX-、2脚RX+、3脚TX-、4 脚TX+、5脚GND分别连接着CP1H CPU从站的RS485选件板的下述端子： SDA、SDB、RDA、RDB、FG；
RS232串口连接器(转换器)公口和母口连接：即COM1 RS232 9P D-Sub Female连接着RS232 9P D-Sub Male；R485全双工串口连接器(转换器) 公口和母口连接：即COM1RS485 4W 9P D-Sub Female连接着CP1W-CIF11 RS485 4W Terminal。
连线之后，设定好主站和从站PLC的参数，确定数据共享区域。母站和子站共享10CH的数据区，无需进行程序编写，母站的数据区是 3100-3109CH，从站的数据区是3110-3119CH。例如在母站的编程里可以直读分配给从站3110.00的状态，同样从站的编程里也可以读3100.15的状态。然后进行如下操作：
其一，然后对主站PLC进行编程设置。例如：将主站的串口2用于串行PLC链接，选PCLink主站，链接字默认10，链接模式选主体，参见图 9；
其二，之后写好主站程序，并对从站PLC进行编程设置，将从站的串口2用于和主站进行串行PLC链接，选PC Link从站即可；再写好从站程序；
其三；采用HMI触摸屏将主从两个PLC的数据和状态显示出来。这里我们选用威纶通触摸屏，型号为MT6071iP，查阅威纶通触摸屏连接手册，其COM1口不仅可以进行RS232连接，还可以进行RS485连接。所以我们的主站和从站PLC并未使用的那一个串行端口要利用起来与触摸屏进行通讯。这里我将主站的串行端口1再插上一个RS232选件板，从站的串行端口1 再插上一个RS485选件板(选件板上有很小的拨码开关，SW1置ON其余置 OFF)。然后制作一根1分2的通讯线将两个PLC连接起来即可。威纶通触摸屏MT6071iP的COM1口RS232和RS485对应的引脚分配如下：
威纶通触摸屏MT6071iP的COM1口的9脚RX端子、6脚TX端子、5脚 GND端子分别连接着CP1H CPU主站的RS232选件板的2脚SD端子、3脚RD 端子、9脚GND端子；
威纶通触摸屏MT6071iP的COM1口的1脚RX-、2脚RX+、3脚TX-、4 脚TX+、5脚GND分别连接着CP1H CPU从站的RS485选件板的下述端子： SDA、SDB、RDA、RDB、FG；
第四步、对该MT6070IH5触摸屏进行编程，设定好两个PLC的端口分配：
对主站CP1H的端口1进行设置为默认Host Link模式；对从站CP1H 的端口1进行设置为默认Host Link模式；
对触摸屏进行编程HMI界面；
双击主站的标签按钮，在PLC名称里选择第一个CP0就是我们的主站，同理，如果是显示从站的内存值，将这里改成CP1即可。如上图我有显示两个D104，但左边一个是CP0的值，右边一个是CP1的值；
第五步、整理一下，画一个系统构成总图(参见说明书附图9)；两台 CP1H通过这种方式组成了一个系统，其数据共享使得这个系统可以在使用继电器3100-3119通讯进行，两台CP1H加起来，在相应的执行条件满足时即可驱动8轴100K步进或伺服电机。
控制器1包含实施例1所述的29个输入口(不止这些，后文另有述及)：启动、手动、停止、自动入库、自动出库、X轴原点输入、Y轴原点输入、 Z轴原点输入、X轴正向限位开关、Y轴正向限位开关、Z轴正向限位开关、 X轴负向限位开关、Y轴负向限位开关、Z轴负向限位开关、X轴原点开关、 Y轴原点开关、Z轴原点开关、手动X轴正向、手动Y轴正向、手动Z轴正向、手动X轴负向、手动Y轴负向、手动Z轴负向、高速0伺服RDY、高速 1伺服RDY、高速2伺服RDY、X轴原点附近、Y轴原点附近、Z轴原点附近；
控制器1共有7个输出口：电磁吸盘、输送机1、输送机2、限位报警、脉冲0使能、脉冲1使能、脉冲2使能。另：输出口不止这些，与后文补充说明的其他输入口对应，另外还可设置其他一些输出口。
与伺服电机2松下MINAS-A5配套的松下MINAS-A5伺服驱动器上还连接有下述结构：噪声滤波器4、外置再生放电电阻器5、高速脉冲输出单元 (高速脉冲输出0、高速脉冲输出1、高速脉冲输出2)；其中：噪声滤波器是自适应卡尔曼滤波器；外置再生放电电阻器具体要求是：使用上海维宏电子科技股份有限公司出产的外置再生放电电阻器，其型号为WSDV-140；
松下MINAS-A5配套的松下MINAS-A5伺服驱动器的供电模块满足下述要求：外接电源正极和负极分别连接COM+和COM-端子，继电器KA4线圈和整流二极管并联后一起布置在S-RDY+端子和外加电源正极之间；继电器KA3 触点布置在S-RV-ON端子和外加电源负极之间；
整流二极管型号为1N5395，继电器KA4型号为JZC1-40；继电器KA3 型号为F4-40；
松下MINAS-A5配套的伺服驱动器的主供电端满足下述要求：其接电端子L1、L2、L3依次通过噪声滤波器、变压器连接着主供电线路；在噪声滤波器上游和下游均设置有三相成组连接触点；其中：噪声滤波器和下游的松下MINAS-A5伺服驱动器之间的三相成组连接触点。
所述控制器1上还分别连接有下述构成单元：示教编程器1.1、操作面板1.2、存储器1.3、打印机接口1.4、传感器模块1.5、轴控制器1.6、手爪变位器控制单元1.7、通信与网络接口1.8、激光雷达1.9；其中：
示教编程器1.1是ABB公司的型号是DSQC679 3HAC028357-001的机器人示教器；打印机接口1.4具体是SCSI接口单元或USB接口单元；
传感器模块1.5具体包含下述几种传感器：CV-035MKEYENCE基恩士视觉传感器、HPS-167U-L海伯森激光测距传感器、安川YEF12554防撞传感器、沃美诺wmn-06安全缓冲器；
轴控制器1.6是多轴控制器RCX340；
激光雷达1.9具体是海伯森技术(深圳)有限公司的HPS-3D160Pro固态激光雷达。
本实施例涉及一种堆垛机器人控制系统设计和应用方案；其具有可靠性高、性价比高，适应性强、工作效率高等特点，具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。

Claims (5)

1.一种基于PLC的堆垛机器人控制系统，其构成如下：控制器(1)、伺服电机(2)、伺服驱动器(3)、噪声滤波器(4)、外置再生放电电阻器(5)、高速脉冲输出单元(6)；其中：控制器(1)、伺服电机(2)、噪声滤波器(4)、外置再生放电电阻器(5)、高速脉冲输出单元(6)都分别连接着伺服驱动器(3)；
控制器(1)是PLC控制模块；其特征在于：
伺服电机(2)具体是松下MINAS-A5系列的惯量MGME伺服电机，共有三个：X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机；
伺服驱动器(3)是松下MINAS-A5系列的伺服驱动器，其与伺服电机(2)配套使用；伺服驱动器(3)共有三个：X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、Z轴伺服驱动器；
噪声滤波器(4)是自适应卡尔曼滤波器；外置再生放电电阻器(5)具体是上海维宏电子科技股份有限公司出产的外置再生放电电阻器，其型号为WSDV-140。
2.按照权利要求1所述基于PLC的堆垛机器人控制系统，其特征在于：
控制器(1)的构成如下：型号为CP1H-X40DT1-D和CPM1A-20EDR的欧姆龙PLC，二者连接在一起构成以CP1H-X40DT1-D为核心并连接有CPM1A-20EDR扩展单元的控制器(1)，每个CPM1A-20EDR扩展单元有12点输入I/O单元；
控制器(1)共有29个输入口：启动、手动、停止、自动入库、自动出库、X轴原点输入、Y轴原点输入、Z轴原点输入、X轴正向限位开关、Y轴正向限位开关、Z轴正向限位开关、X轴负向限位开关、Y轴负向限位开关、Z轴负向限位开关、X轴原点开关、Y轴原点开关、Z轴原点开关、手动X轴正向、手动Y轴正向、手动Z轴正向、手动X轴负向、手动Y轴负向、手动Z轴负向、高速0伺服RDY、高速1伺服RDY、高速2伺服RDY、X轴原点附近、Y轴原点附近、Z轴原点附近；
控制器(1)共有7个输出口：电磁吸盘、输送机1、输送机2、限位报警、脉冲0使能、脉冲1使能、脉冲2使能。
3.按照权利要求2所述基于PLC的堆垛机器人控制系统，其特征在于：与伺服电机(2)松下MINAS-A5配套的松下MINAS-A5伺服驱动器上还连接有下述结构：噪声滤波器(4)、外置再生放电电阻器(5)、高速脉冲输出单元；其中：外置再生放电电阻器具体要求是：使用上海维宏电子科技股份有限公司出产的外置再生放电电阻器，其型号为WSDV-140；
松下MINAS-A5配套的松下MINAS-A5伺服驱动器的供电模块满足下述要求：外接电源正极和负极分别连接COM+和COM-端子，继电器KA4线圈和整流二极管并联后一起布置在S-RDY+端子和外加电源正极之间；继电器KA3触点布置在S-RV-ON端子和外加电源负极之间；
整流二极管型号为1N5395，继电器KA4型号为JZC1-40；继电器KA3型号为F4-40；
松下MINAS-A5配套的伺服驱动器的主供电端满足下述要求：其接电端子L1、L2、L3依次通过噪声滤波器、变压器连接着主供电线路；在噪声滤波器上游和下游均设置有三相成组连接触点；其中：噪声滤波器和下游的松下MINAS-A5伺服驱动器之间的三相成组连接触点。
4.按照权利要求1所述基于PLC的堆垛机器人控制系统，其特征在于：
所述控制器(1)是由两台欧姆龙的CP1H或两台CJ1M进行串行PLC连接构成的；具体是两台CP1H或C两台J1M分别布置有RS232选件板，然后使用RS232C或RS-422A/485连接线连接为一体；其中：一台CP1H或CJ1M为主机，另一台CP1H或CJ1M为从机；主机的TXD端子连接着从机的RXD端子，主机的RXD端子连接着从机的TXD端子，GND共连；
控制器(1)上还连接有HMI触摸屏：威纶通触摸屏，型号为MT6071iP，其COM1口通过RS232或RS485连接着控制器(1)；主站和从站PLC并未使用的那一个串行端口要利用起来与触摸屏进行通讯；将主站的串行端口1再插上一个RS232选件板，从站的串行端口1再插上一个RS485选件板；然后制作一根1分2的通讯线将两个PLC连接起来；威纶通触摸屏MT6071iP的COM1口232和485对应的引脚分配如下：
威纶通触摸屏MT6071iP的COM1口的9脚RX端子、6脚TX端子、5脚GND端子分别连接着CP1H CPU主站的RS232选件板的2脚SD端子、3脚RD端子、9脚GND端子；
威纶通触摸屏MT6071iP的COM1口的1脚RX-、2脚RX+、3脚TX-、4脚TX+、5脚GND分别连接着CP1H CPU从站的RS485选件板的下述端子：SDA、SDB、RDA、RDB、FG。
5.按照权利要求4所述基于PLC的堆垛机器人控制系统，其特征在于：
所述控制器(1)上还分别连接有下述构成单元：示教编程器(1.1)、操作面板(1.2)、存储器(1.3)、打印机接口(1.4)、传感器模块(1.5)、轴控制器(1.6)、手爪变位器控制单元(1.7)、通信与网络接口(1.8)、激光雷达(1.9)；其中：
示教编程器(1.1)是ABB公司的型号是DSQC679 3HAC028357-001的机器人示教器；打印机接口(1.4)具体是SCSI接口单元或USB接口单元；
传感器模块(1.5)具体包含下述几种传感器：CV-035MKEYENCE基恩士视觉传感器、HPS-167U-L海伯森激光测距传感器、安川YEF12554防撞传感器、沃美诺wmn-06安全缓冲器；
轴控制器(1.6)是多轴控制器RCX340；
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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