[發明專利]一種碼垛機器人及其控制方法

有效

• 申請號: 201310066761.2
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN103129975A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 羅凌哲;張揚輝
• 申請（專利權）人: 廣州達意隆包裝機械股份有限公司
• 主分類號: B65G61/00
• 分類號: B65G61/00;B65G57/00;B25J15/02;B25J19/06
• 代理公司: 廣州致信偉盛知識產權代理有限公司 44253
• 代理人: 伍嘉陵

技術領域

?本發明涉及碼垛機，特別是涉及對瓶罐、箱體等進行碼垛的碼垛機器人及其控制方法。

背景技術

人工碼垛的勞動強大巨大且效率低下，現代工業常用機器人替代人力進行碼放工作。碼垛機器人包括軟件控制程序和碼垛機械手，機械手按照程序將料袋、瓶罐、箱體等各種產品進行碼放。碼垛機器人裝有驅動電機，驅動電機控制抓取裝置對產品進行定位和搬動；同時，機器人采用端子控制系統，通過連接開關對機器人的運作過程進行控制。

現有技術中的驅動電機采用電抗電機，電抗電機通過電抗器對電流變化的抑制作用，使交流電移相，從而控制電機做往復運動，該種電機動態響應速度較慢，難以實現進一步的提速，無法滿足現代高速生產線的生產要求。

端子控制系統結構簡單，能快速地對系統進行控制，但沒有位置反饋單元，不能對無法對不同規格的產品進行精確定位，使得生產線轉產時難以適應；沒有扭矩檢測單元，當機器人因機械或其它方面的意外發生過載現象時，控制系統無法做出響應，導致設備遭受損壞，甚至增加操作人員的安全風險。由此，該系統無法對運動過程的具體參數進行采集，導致設備的運作難以監控，且無法對工作過程中產生的故障進行判別和提示。再者，現有系統主機的碼垛邏輯集成在PLC中，更換主機時必須相應地修改程序。

發明內容

本發明旨在提供一種采用伺服控制系統的碼垛機器人，以使碼垛更加高速、準確。

本發明還旨在給出一種配合上述設備進行碼垛的控制方法，以使設備運行高速、順暢。

本發明所述的碼垛機器人，包括：

伺服控制系統，接收上位機操作指令和檢測裝置信號，并發出相應控制信號至升降裝置、擺動裝置和抓取裝置，進而控制抓取裝置抓取或碼垛產品；裝有位置反饋單元，接收各部件的位置反饋信號并對其進行定位和監控；

升降裝置，包括沿支架做升降運動的升降臺，和控制升降臺做升降運動的升降電機，伺服控制系統發出控制信號至升降電機，進而控制升降臺升降；

擺動裝置，一端鉸接升降臺并繞其轉動，另一端與抓取裝置連接，接收伺服控制系統發出的信號進行水平擺動；

抓取裝置，連接在擺動裝置一端并隨其移動，接收伺服控制系統的控制信號而抓取上位機輸送的產品，以及在制定位置進行碼垛；

檢測裝置，設置于抓取裝置上并與伺服控制系統連接，判斷抓取裝置是否滿載，并將判斷信號反饋至伺服控制系統，進行控制抓取裝置是否抓取產品或切入碼垛程序。

使用上述碼垛機器人進行碼垛工作的控制方法，包括以下步驟：

A.?????系統初始化；

B.?檢測裝置判斷抓取裝置內是否放有產品并反饋至伺服控制系統：若否，則執行步驟C；若是，則執行步驟D；

C.?進入抓取子程序抓取產品，伺服控制系統控制升降裝置和擺動裝置，進而帶動抓取裝置移動至抓取位置運動，抓取過程中通過位置反饋單元將各點的位置信號反饋至伺服控制系統；

D.?進入碼垛子程序對產品進行碼垛，伺服控制系統控制升降裝置和擺動裝置，進而帶動抓取裝置移動至碼垛位置運動，碼垛過程中通過位置反饋單元將各點的位置信號反饋至伺服控制系統；

E.?重復上述步驟C、D，直至碼垛完成。

本發明所述的碼垛機器人，設備啟動后檢測裝置檢測抓取裝置內是否放有瓶罐或箱體等產品，若否則進入抓取子程序抓取產品，此時升降臺和擺動裝置在伺服控制系統的控制下運動，帶動抓取裝置移動至上位機的末端，即上一工序的設備的末端，等待上位機將產品送至抓取裝置內，上位機將產品送至抓取裝置后發送完成信號至碼垛機器人，碼垛機器人進入碼垛子程序。在抓取子程序的過程中，升降臺、擺動裝置以及抓取裝置的移動過程以及移動的各個位置通過位置反饋單元反饋至伺服控制系統。若設備啟動后檢測到抓取裝置內已有產品，則直接進入碼垛子程序對產品進行碼垛，此時升降臺沿升降支架升降以調整碼垛高度，擺動裝置繞升降臺轉動以調整水平位置，待定位完成后，抓取裝置將其內的產品碼放在此位置，碼放完成后再進入抓取子程序，重復以上步驟已完成所有產品的碼垛工作。同樣的，在碼垛子程序的過程中，升降臺、擺動裝置以及抓取裝置的移動過程以及移動的各個位置均通過位置反饋單元反饋至伺服控制系統。碼垛機器人通過伺服控制系統控制各部件的運動，伺服控制系統的運行指令之間可進行快速的無縫切換，使得設備運動過程中沒有任何停頓，運行順暢，且效率高。伺服控制系統帶有位置反饋單元，通過位置反饋單元對設備運行過程進行反饋，實現設備的精確定位和控制，對運行過程實現監控。