ABB机器人的码垛控制系统设计

1 工业机器人码垛任务描述
工业生产活动的码垛作业,将指定物品按照标准流程进行搬运与堆放,整合抓取、移动、堆放功能同步操作的综合性辅助生产活动。码垛任务是按照规定流程的轨迹路径搬运产物品至指定位置,再按照规则堆放[1]。码垛控制系统的设计对象以第四代ABB-RB120型ABB 机器人为参考,运用气动式手爪为抓取工具,首先通过手爪抓取动作,将物料盖紧扣于物料盒,而后抓取整个物料输送至规定的立体物料架中,等待下一生产环节的运送。
ABB 机器人码垛设计的操作区如图1所示,左侧为物料运送预处理区,该区域内主要由货盖和料盒组成,其中货盖可通过自动送料装置进行输送,当货盖输送至预处理区后,机械手臂即可进行抓取;当货盖抓取完成之后,物料的自动运输料装置再退出下一个货盖。物料盒的送料原理与货盖相近,而存在差异的是料盒的预处理区域稍多,每次进行扣盖操作之前须将3个扣盖预处理区域内物料盒放置完毕而后每次再加扣3个料盒,随后再组装下一组货盖与物料盒,直至完成所有组装与码垛活动。
2 ABB 机器人码垛作业的集成控制系统概述
工业机器人作为智能制造领域的核心成员,智能制造活动中充当着不可或缺的地位[2]。
随着加工对象的工艺复杂化、综合要求越来越高,对工业机器人的运行性能的要求也随之增高。机器人作业系统是以机器人操作为核心的生产加工作业系统,机器人是其中的核心环节,其次则是一个完整的生态链作业系统,主要包括活动变位器、传感器系统、工装
夹具以及与之对应的I/O 设备及其他辅助设备等等。若确保整个作业系统运行的高效性且保持稳定有序,前提即是需要一个高度集中的集成控制系统将外部各个相连外围设备进行联动运行,即整合其设备资源形成有机集成系统,以此满足全方位的不同工作需求。
图1 左:轴体2D 图右:轴体实物图
3 集成控制系统的设计
3.1 装配连接件的设计
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码垛控制系统的主要参考对象为IRB1410型ABB 机器人,其操作末端的最大承重为5kg,若作业所载重量超过范围:首先是直接影响机器人的运动状态,其次对外部躯干设备及内在调控系统造成一定程度的危害[3]。
考虑到机器人末工为空心轴。结构,Key words : ABB Robot; Integrated technology; Stack work; Removal procedures
码垛促使轴体尽可能与机器人末端、力传感器保持同轴水平,以此降低装配过程中因其连接间隙而产生的力误差值。
61850 mms图3 左:下法兰2D 图 右:下法兰实物图
3.2 集成控制系统的搭建
整个集成控制系统的搭建,主要以IRB1410型ABB 工业机器人为参考。首先,将力传感器通过上下法兰紧密连接机器人、装配轴,而后将力传感器的信号线同步连接包含信息采集、过滤、拓展可视化功
能的信号采集箱,同时承接一个24V 的稳压电源,随后将此信号线连接一个具有电气隔离作用的隔离器,再次连接PC 端设备。此隔离器通常为USB 接口,主要作用为降低或彻底消解搭建过程中因外界客观环境的影响例如地环流、1静电、瞬态电压差等可能对信号系统或计算机产生干扰影响的各项难以直接掌控的物质;再将体感传感器经过USB 接口连接到PC 端;最后,则是将PC 端设备连接ABB 的IRC5控制端,PC 端和ABB 机器人控制端其面板上网络插槽中分别连接局域网内的两个网线端头,同时配置相对应的IP 地址。
4 搬运程序设计内容
对搬运程序的设计与编写,主要包括两个内容:其一,各点位移动程序的设计,其二是抓取程序的设计,再细分为手
如货盖位置包含抓取点位及其点位上方,即分为两个点位,且采用直交移动运行方式,这两个点位程序的设计及过程为:先将机械臂移动到货盖抓取点,并记录该位置点,而后再次运用直交移动方式将手爪沿Z 轴方向向上移动至对应的高度,再记录该位置点。
GOIP设备是什么意思手爪夹紧与放松程序的设计思路为:将控制夹紧与放松的数字量输出口进行置1和清0,同时判断输入到机器人控制器的夹紧数字信号输入正确与否,而后实现夹紧与放松动作。设计中控制夹紧程序的I/O 口为DO1口,控制放松程序的
I/O 口为DO2口,夹紧信号数字输入口为DI1口。参考此设计而编写夹紧与放松动作的子程序。再以抓取货盖为例,编写程序需开展如下动作:手爪运动至货盖上方标注点位:而后直交移动至货盖待抓取的位置点位:再夹紧手爪抓起货盖并向上移动至高度既定点位;再以直交移动至装配区料盒上方记录的点位,再向下移动至既定点位,使得货盖紧扣于料盒,而后进行下一步正输送。
5 结语
传统货仓以与物流的货物搬运工作中,码垛活动主要依靠人力操作,劳动强度较多大、危险性较高,而可靠性较低,工作效率也不高。而之后转变为叉车或吊车,但同样存在着操作风险性,搬运作业对操作的精度要求较高。而当前码垛工业机器人的横空出世,其智能化、无人化以及自动化的作业特性,搬运作业的工作效率与可靠性得到了显著呈几何数的提升,极大程度了改善优化了传统码垛操作的各项安全问题。
参考文献
[1]刘金南,侍晓飞.基于工业机器人的配料搬运装置设计[J].
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可靠的防雷设备,以确保可以从源头着手保护发射台变压器及前端设备的安全,这一环节的工作是发射台设备电源系统防雷工作的关键。为了保证防雷工作的实际效果,技术人员还需要在高压端的三相电上分别安装高压避雷器,如果发射台所在区域的雷电灾害过于强烈,还应当在三相电上加装高频线卷,从而强化防雷效果。具体需不需要安装高频线卷需要技术人员根据实际状况进行判断。上述措施可以在雷电接触发射台变压器之前便将其泄掉,以保护该位置相关设备的安全。如果条件允许,可以尝试在低压配电盘输入端口位置再加装一套一级三项电源避雷器,这一举措可以达到对设备进行二次保护的效果。需要强调的是,本环节中安装的所有避雷器均需要做好接地工作,否则根据达不到理想的防雷效果。设备技术管理人员需要对此摆正认识。
3.2 信号源系统的防雷措施
因为雷电灾害往往携带有非常高的电压,因此很容易会对高频头、卫星接收器等设备造成不可逆转的损坏,所以信号源系统的防雷工作同样需要给予足够的关注与重视。实际工作中,设备技术维护人员在安装卫星天线时需要在距离天线5—7m 左右的地方设置一条独立的避雷针并做好接地。相关数据证实,雷电放电时携带的电流值可以达到1000A,如果将其释放到发射台天线上就等于将其电位瞬间提升到了5KV,由于对设备造成的损坏是我们难以承受的。此外,还需要在卫星接收机的输入端安装高频信号避雷器,主要是为了“过滤”掉依附于
高发射台的短路阻抗,这就可以达到保护发射台设备的效果。雷电携带的电流主要是直流和低频电流,所以即便采用该设备,它也可以正常进入地层。(3)隔直流电容器。当发射台天线受到雷击时,残存的一部分能量会经馈线去到发射机,所以必须要再增加一道保护措施。[3]隔直流电容器的电容容量一般在1000pf—2000pf 之间,因此中波频率内它不会产生较大程度的“降压”变化,所以在使用隔直流电容器这一防雷技术时必须要将其“A”量选的比实际要大一些。当然实际伏安量的确定还必须要参考发射台设备的额定输出功率。
4 总结
雷电对中波发射台设备拥有较强的危害,因此必须要提高其防雷作业的重视程度并以此为起点不断推进防雷技术的优化研究。上文中笔者在分析其发射台内部防雷系统基础上对时下新兴的“离子接地极”防雷技术进行了分析阐述,并对其防雷作业的优化措施提出了自己的见解,希望对推进相关工作的改革优化落实有所帮助。
参考文献
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[2]王小平,申聪,冯发义.中波广播发射台防雷保护技术探
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技术与市场,2019,26(06):48-49+52.
[2]戴黄峰.码垛教学在ABB 工业机器人的教学应用[J].职
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[3]葛昕,尹作重,罗振军,王培刚,赵超.工业机器人
设计平台系统集成体系结构研究[J].制造业自动化,2018,40(03):152-156.
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