[實用新型]基于EtherCAT總線的Delta機器人高速食品分揀包裝系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920882994.2
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN210417172U
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 李忠浪;陳忠;張憲民
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B65B43/52
• 分類號: B65B43/52;B65B35/10;B65B57/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本實用新型公開了一種基于EtherCAT總線的Delta機器人高速食品分揀包裝系統(tǒng)，包括嵌入式工控機、伺服驅(qū)動器模組、I/O接口面板、光電傳感器、傳送帶裝置、轉(zhuǎn)盤裝置和Delta機器人；傳送帶裝置、轉(zhuǎn)盤裝置、Delta機器人由各自伺服電機驅(qū)動，伺服電機連接到伺服驅(qū)動器模組上，伺服驅(qū)動器模組集成有多個伺服驅(qū)動器；嵌入式工控機與伺服驅(qū)動器模組之間通過EtherCAT總線連接；光電傳感器通過I/O接口面板連接Delta機器人對應的那個伺服驅(qū)動器，轉(zhuǎn)盤裝置上放置有待拾取的食品，傳送帶裝置上運輸?shù)陌b盒到達規(guī)定位置后會觸發(fā)光電傳感器，進而由嵌入式工控機控制Delta機器人從轉(zhuǎn)盤裝置上拾取食品到相應包裝盒中。本實用新型可高效完成食品的準確定位、拾取和放置等分揀包裝過程。

技術領域

本實用新型涉及食品分揀包裝的技術領域，尤其是指一種基于EtherCAT總線的Delta機器人高速食品分揀包裝系統(tǒng)。

背景技術

科學技術高速發(fā)展的今天，工業(yè)機器人在汽車行業(yè)、航空制造業(yè)、電子包裝、食品包裝等行業(yè)中已經(jīng)獲得普遍的應用。在規(guī)模化生產(chǎn)中，工業(yè)機器人已經(jīng)成為保障產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提高效率的不可或缺的工具。特別是今年食品安全事故頻發(fā)，有關部門不斷出臺政策法規(guī)，尤其針對在飲料、食品等包裝行業(yè)需要極大的提高綠色生產(chǎn)，實現(xiàn)全自動化。

傳統(tǒng)控制系統(tǒng)采用的是一對一的設備連線，控制器與位于現(xiàn)場的執(zhí)行器、開關、電機之間均為一對一的物理連接，系統(tǒng)的各輸出回路也分別連接，既增加了硬件成本和維護的難度，又造成了信號往返傳輸?shù)难訒r。在工業(yè)4.0時代，工廠變成一個由信息化技術構建的、基于云和大數(shù)據(jù)的智能生產(chǎn)平臺，對控制系統(tǒng)的性能又提出了更高的要求，這時傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的弊端更加明顯。

Delta機器人是一種能夠?qū)崿F(xiàn)高速三自由度平動的機構，因其驅(qū)動裝置安裝于固定支架上，且從動臂可以采用碳纖維等輕質(zhì)桿件，具有動作靈活、結構緊湊、剛性好等特點，從而廣泛應用于食品(巧克力、糖果、餅干、月餅等)、醫(yī)藥、電子元件等行業(yè)的高速分揀、裝箱操作。

目前流水線作業(yè)上的產(chǎn)品分揀，多采用機器視覺方案，分揀過程先要通過PC進行圖像采集后再進行圖像處理來定位，由于食品是隨機散落在傳送帶上，很難保證定位后食品的位置在分揀前不發(fā)生變化，從而易出現(xiàn)漏揀；同時要在同一個PC機上實現(xiàn)軌跡規(guī)劃和運動控制，這使得圖像的采集和處理幀率降低，運動控制的插補距離增大，降低系統(tǒng)的性能。同時加大了整套系統(tǒng)的復雜度，沒有具備更好的開放性、可移植性和可擴展性。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提出了一種基于EtherCAT總線的Delta機器人高速食品分揀包裝系統(tǒng)，可高效完成食品的準確定位、拾取和放置等分揀包裝過程。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的技術方案為：基于EtherCAT總線的Delta機器人高速食品分揀包裝系統(tǒng)，包括嵌入式工控機、伺服驅(qū)動器模組、I/O接口面板、光電傳感器、傳送帶裝置、轉(zhuǎn)盤裝置和Delta機器人；其中，所述傳送帶裝置、轉(zhuǎn)盤裝置、Delta機器人由各自伺服電機驅(qū)動，每個伺服電機均通過電源線和編碼線連接到伺服驅(qū)動器模組上，所述伺服驅(qū)動器模組是由多個伺服驅(qū)動器組成，且伺服驅(qū)動器的數(shù)量與伺服電機的數(shù)量相一致，即一個伺服電機配對一個伺服驅(qū)動器；所述嵌入式工控機使用軟PLC作為通訊軟主站，伺服驅(qū)動器模組作為從站，主站和從站之間通過EtherCAT總線連接，雙向傳輸數(shù)據(jù)；所述I/O接口面板通過EtherCAT總線與Delta機器人對應的那個伺服驅(qū)動器連接，所述光電傳感器安裝在傳送帶裝置的指定位置上，并通過專用電纜連接在I/O接口面板上的I/O口，所述轉(zhuǎn)盤裝置位于傳送帶裝置的旁邊，其上放置有待Delta機器人拾取的食品，所述傳送帶裝置上運輸有包裝盒，包裝盒到達規(guī)定位置后會觸發(fā)光電傳感器，進而由嵌入式工控機控制Delta機器人從轉(zhuǎn)盤裝置上拾取食品到相應包裝盒中，實現(xiàn)食品分揀。

進一步，所述轉(zhuǎn)盤裝置由轉(zhuǎn)盤及驅(qū)動該轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的一個伺服電機組成，其中，所述轉(zhuǎn)盤沿其周向平均分成若干等份食品限位槽，每個食品限位槽上放置有相應食品。