基于PLC和工业机器人的码垛自动化生产线系统研究.pdf

码垛自动化生产线系统是一类高度集成化的自动化物流系统，旨在实现物料从开始到结束的整个生产过程的自动化。本研究探讨了利用工业机器人和可编程逻辑控制器（PLC）为核心的码垛自动化生产线系统的设计与实现。该系统能够实现推料、输送、颜色识别、机器人码垛、压铸等工序的全自动化生产。 PLC是一种用于工业自动化控制的数字运算操作电子系统，它可以根据用户编写的程序来控制机器或生产过程。在码垛自动化生产线系统中，PLC作为主控装置，通过编程软件设计出输送带、压铸部分的程序，并通过I/O扩展单元、主机、外部设备等硬件部分与工业机器人进行信息交换和数据交互。 工业机器人在该系统中扮演重要角色，包括取料、搬运、颜色识别和码垛等作业。井式送料模块、操作面板模块、输送带模块、码垛模块、模拟检测模块和模拟压铸模块等机械系统和末端执行的气动系统共同组成了码垛自动化生产线系统。 该系统实现了机、电、仪、智能一体化，通过视觉系统与机器人通讯，实现了对工件外观、形状、大小、颜色等属性的识别，并根据识别结果来控制机器人的行动。通过实现机器人TCP WOBJ轨迹平台上的各种轨迹模拟，机器人可以完成更加复杂的控制任务。 PLC通过外部传感器信号采集，可以实现生产线的自动运行、故障诊断、报警显示以及人机界面查看等功能。系统设计中选择了三菱FX3U系列PLC，具备扩展能力强、程序内存大、高速计数功能等特点，并且能够通过GX Developer编程软件进行程序的创建、上传下载、监视、诊断和调试。 三菱FX3U PLC硬件部分主要包含I/O扩展单元、主机和外部设备。该系列PLC的优点包括多达384点的输入输出点数、能够连接扩展模块、具备程序内存、内置RUN/STOP开关、内置时钟、编程工具以及能够进行远程调试程序等。 该研究系统的设计与实现，不仅提高了生产线的自动化程度和企业的竞争力，而且展示了国内生产线制造业在自动化技术方面的应用水平，同时也指出了国内企业与国际先进企业的差距，并提出了基于PLC与工业机器人的码垛自动化生产线可以有效满足生产物流自动化的要求。 控制系统的设计包括手动运行和自动运行两种模式，能够在生产线发生故障时提供报警，并在断电后能够重新启动生产线至初始位置。通过人机界面，可以查看设备的运行状况和故障信息，实现整个生产线的智能化、自动化控制。这一研究成果为国内制造企业提供了提高自动化程度的有效途径，并在实际应用中显示了良好的实用价值。