《玻璃裝箱分揀檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》8800字（論文）

PAGE4玻璃裝箱分揀檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u205411引言 1306931.1研究背景 138751.2目的及意義 1170182系統(tǒng)設(shè)計(jì) 346582.1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 399822.2裝箱分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4228313硬件設(shè)計(jì) 6152513.1硬件配置 624163.1.1PLC及模塊選型 6248093.1.2掃碼檢測(cè)系統(tǒng)選型 7303963.1.3裝箱機(jī)械臂選型 85743.1.4稱重系統(tǒng)選型 8214343.1.5驅(qū)動(dòng)電機(jī) 9129123.1.6面板布置圖 9202863.2I/O分配表 10303823.3主電路接線圖 11196533.3.1主電路接線圖 11213733.3.2PLC接線圖 1266024程序設(shè)計(jì) 1459434.1總體控制流程圖 14201964.2機(jī)械臂控制部分 21299974.3檢測(cè)系統(tǒng)軟件部分 23171095結(jié)論 2424326參考文獻(xiàn)： 251引言1.1研究背景玻璃作為現(xiàn)代工業(yè)的主要原材料之一，隨著全球工業(yè)制造的不斷升級(jí)，對(duì)其生產(chǎn)，加工，運(yùn)輸，安裝等各個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化要求也越來(lái)越高。但由于現(xiàn)代玻璃制品的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域細(xì)分化程度越來(lái)越高，因此不同使用類別但外形相似度極高的玻璃產(chǎn)品也越來(lái)越多。這也大大增加了生產(chǎn)過(guò)程中分揀，裝箱時(shí)不同產(chǎn)品混裝漏裝或多裝的錯(cuò)誤率。以某轎車玻璃生氣企業(yè)為例，在以年為周期單位的跟蹤和調(diào)研后做出的準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)中，僅在玻璃成品的裝箱分揀工序，因產(chǎn)品混裝或漏裝所引起的產(chǎn)品不合格次數(shù)就達(dá)到45次，幾乎每周都會(huì)有一次混裝或者漏裝事故發(fā)生。在工業(yè)生產(chǎn)工程中，最后的裝箱分揀檢測(cè)也是整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的重要的組成部分。裝箱分揀檢測(cè)在產(chǎn)品制造的各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，已涉及到如家電、耗材、配件、電力電子等各個(gè)領(lǐng)域。裝箱分揀檢測(cè)控制對(duì)不同的控制對(duì)象有著不同的技術(shù)要求，因此選擇怎樣的控制方法對(duì)其起著至關(guān)重要的影響。對(duì)產(chǎn)品的唯一身份識(shí)別是分揀的重要參數(shù)，是玻璃裝箱以及問(wèn)題產(chǎn)品追溯的重要依據(jù)。為了保證生產(chǎn)過(guò)程的正常進(jìn)行，提高產(chǎn)品的在最后環(huán)節(jié)的分揀準(zhǔn)確率，減少工人的勞動(dòng)輕度以及確保分揀的可追溯性，常常要求被檢測(cè)物確定身份的唯一性，按照指定的生產(chǎn)規(guī)律變化，產(chǎn)生一整條可追溯數(shù)據(jù)，加上機(jī)械臂的精準(zhǔn)拾取，完成對(duì)玻璃裝箱檢測(cè)的整個(gè)過(guò)程。采用傳統(tǒng)的人工目測(cè)，人工分裝的方法很難保證產(chǎn)品最后環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性及裝箱的一致性。1.2目的及意義玻璃的預(yù)處理，切片，成型，鋼化，甚至打磨等工序都已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化；但在生產(chǎn)線的最后分揀及裝箱工序，目前還是通過(guò)傳統(tǒng)的人工方式來(lái)手動(dòng)完成；這不僅增加了工人勞動(dòng)的強(qiáng)度，降低了整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，也使得裝箱過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)人為的錯(cuò)裝或混裝等問(wèn)題；同時(shí)，手工生產(chǎn)線流程無(wú)法進(jìn)行全程數(shù)字量化管理，這也為后續(xù)問(wèn)題產(chǎn)品的排除和追溯造成阻礙。本課題主要論述玻璃掃碼分類及機(jī)械臂分揀控制設(shè)計(jì)。玻璃裝箱分揀現(xiàn)在已經(jīng)從之前的人工化慢慢改成了全部的自動(dòng)化。現(xiàn)在主要是對(duì)相同類似產(chǎn)品的類型進(jìn)行掃碼獲取分析，得出結(jié)論，機(jī)械臂分揀裝箱?；诙S碼的唯一性及機(jī)械臂本身優(yōu)異的分揀性能使玻璃裝箱檢測(cè)系統(tǒng)更加經(jīng)濟(jì)高效，性能穩(wěn)定，一致性高，實(shí)用性強(qiáng)。本課題主要論述為玻璃裝箱分揀檢測(cè)硬件的設(shè)計(jì)，使玻璃在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，更好的完成對(duì)玻璃的類型識(shí)別，確保對(duì)玻璃裝箱的一致性放置位置，避免錯(cuò)裝，漏裝，多裝的錯(cuò)誤發(fā)生，提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)過(guò)程的正常進(jìn)行，提高產(chǎn)品裝箱的準(zhǔn)確性。減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度以及節(jié)約能源。本設(shè)計(jì)針對(duì)的玻璃產(chǎn)品主要是某轎車玻璃制造公司的系列產(chǎn)品，可歸納為5大類型，具體參見(jiàn)下表：表1某轎車玻璃制造公司玻璃分類表轎車玻璃類別實(shí)物圖例小三角玻璃天窗玻璃四門(mén)玻璃前檔玻璃后檔玻璃單片重量范圍0.53KG~20KG單片尺寸范圍33*15CM~150*80CM2系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)玻璃裝箱分揀檢測(cè)分為玻璃傳送部分，玻璃類型檢測(cè)部分，機(jī)械手分揀裝箱部分及稱重比對(duì)四個(gè)部分組成。圖1總體工藝流程示意圖本課題主要討論玻璃裝箱分揀檢測(cè)的硬件設(shè)計(jì)，所以要通過(guò)實(shí)際需要來(lái)對(duì)硬件進(jìn)行選擇，將外部的硬件選擇好以后，再對(duì)控制系統(tǒng)軟件進(jìn)行選擇，根據(jù)實(shí)際任務(wù)要求本設(shè)計(jì)選擇掃碼設(shè)備，機(jī)械臂及稱重設(shè)備，在對(duì)外部硬件的選擇完成后，根據(jù)玻璃裝箱分揀需要進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，調(diào)試，運(yùn)行，完成整個(gè)玻璃裝箱分揀流程的檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2.2裝箱分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝箱分揀系統(tǒng)控制是一種以西門(mén)子S7-200smart為主控制單元，以智能相機(jī)掃碼為玻璃檢測(cè)系統(tǒng)，機(jī)械臂為分揀裝箱，稱重作為封箱比對(duì)。該控制總體硬件如圖2所示包括：西門(mén)子S7-200smart為主控制單元，電源模塊，智能掃碼相機(jī)，機(jī)械臂，稱重傳感器上位機(jī)組成。圖2總體硬件結(jié)構(gòu)圖圖2可知，當(dāng)玻璃通過(guò)生產(chǎn)流水線到達(dá)智能相機(jī)掃碼區(qū)，掃碼信號(hào)開(kāi)啟，智能相機(jī)采集玻璃上的唯一身份識(shí)別二維碼，然后將數(shù)據(jù)后送給上位機(jī)，上位機(jī)通過(guò)與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比，判斷玻璃是否屬于該次裝箱規(guī)格，將數(shù)據(jù)結(jié)果傳送至S7-200smartPLC，S7-200PLC通過(guò)運(yùn)算后開(kāi)關(guān)量給機(jī)械臂信號(hào)，機(jī)械臂通過(guò)PLC給的判斷信號(hào)進(jìn)行分揀操作，將成型玻璃放置裝箱A或B區(qū)，并同時(shí)記錄該玻璃片的放置位置，數(shù)量。放置到達(dá)指定的整箱數(shù)，給PLC封箱信號(hào)，PLC采集裝箱區(qū)重量值，當(dāng)重量值達(dá)到既定誤差范圍內(nèi)，即可打包入庫(kù)。如超出標(biāo)定誤差即需報(bào)警，等待人工查錯(cuò)，修改。圖3總體信息流程圖整體信息流程圖：主要是以上位機(jī)作為整個(gè)的信息處理中心，通過(guò)internet與智能相機(jī)及PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊，將智能相機(jī)讀取的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)裝箱裝箱狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)判斷玻璃的屬性，然后通過(guò)PLC進(jìn)行下一步的運(yùn)行控制及數(shù)據(jù)記錄。其中上位機(jī)選用高性能的戴爾服務(wù)器，而現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備選用I/O工業(yè)級(jí)觸摸一體機(jī)，型號(hào)選用P17R-700，是一款高性能工業(yè)觸摸一體機(jī)，特點(diǎn)是全面支持Intel第三代桌面酷睿i3/i5/i7多核桌面平臺(tái)處理器，最高支持16GBDDR3筆記本內(nèi)存，支持多串口、多網(wǎng)口、無(wú)線網(wǎng)卡、PCI/PCI-E的擴(kuò)展，作為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息終端，能很好的應(yīng)用于玻璃裝箱分揀檢測(cè)系統(tǒng)中。信息流程圖中的每個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)（除稱重模塊外）均設(shè)定一個(gè)固定的IP地址，劃分在同一個(gè)WLAN局域網(wǎng)段中，比如定義為：（可以是1~255之間的任意數(shù)值），觸摸屏（99）、PLC（98）、智能相機(jī)（00）、數(shù)據(jù)服務(wù)器（01）IP地址分配見(jiàn)圖3，這樣既可以保證各個(gè)信息點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)性，也可以確保本網(wǎng)段局域網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)的獨(dú)立性和準(zhǔn)確性。3硬件設(shè)計(jì)3.1硬件配置3.1.1PLC及模塊選型本課題根據(jù)對(duì)玻璃裝箱分揀檢測(cè)的設(shè)計(jì)分析，外部需采集各電機(jī)行進(jìn)到位信號(hào)，其他到位信號(hào)，各過(guò)載信號(hào)共5路信號(hào)，按鈕控制6路信號(hào)，留有備用所以輸入需要24路。輸出控制各電機(jī)驅(qū)動(dòng)，報(bào)警，信號(hào)輸出16路。所以PLC的I/O口共需24點(diǎn)輸入及16點(diǎn)輸出，外加一路模擬量稱重輸入。PLC的I/O選擇，在S7-200smartPLC小型機(jī)類型里，SR40系列的特點(diǎn)是低廉的價(jià)格和功能可以滿足多種集成的需要，本課題選的S7-200SMARTPLCSR40型，共24點(diǎn)輸入及16點(diǎn)輸出，。I/O口詳解如表1I/O口分配表。S7-200smartPLC小型機(jī)類型里，SR40系列的特點(diǎn)是低廉的價(jià)格和功能可以滿足多種集成的需要，本課題選的S7-200SMARTPLCSR40型。S7-200SMARTPLCSR40型是整體式結(jié)構(gòu)其特點(diǎn)是輸入，輸出，CPU，電源模塊均裝設(shè)在同一個(gè)殼體里，屬于一個(gè)基本單元。當(dāng)其系統(tǒng)不夠用時(shí)，可擴(kuò)展模塊，擴(kuò)展模塊與基本單元連接。SR40有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。其中24個(gè)輸入點(diǎn)電路采用了雙向光電耦合器，24V直流極性可任意選擇，系統(tǒng)設(shè)置1M為輸入端子（I0.0～I(xiàn)2.7）的公共端。SR40的16個(gè)輸出端的Q0.0～Q0.7共用2M和2L+公共端，Q1.0～Q1.7共用3M和3L+公共端，在公共端上需要用戶連接適當(dāng)?shù)碾娫?，為PLC的負(fù)載服務(wù)。SR40有2個(gè)高速計(jì)數(shù)脈沖輸入端（I0.0～I(xiàn)0.2），最快的響應(yīng)速度為7KHz用于捕捉比CPU掃描周期更快的脈沖信號(hào).

添加CM01串口模塊，接受、發(fā)送重量傳感器數(shù)據(jù)。3.1.2掃碼檢測(cè)系統(tǒng)選型圖4基恩士SR2000本課題對(duì)掃碼系統(tǒng)檢測(cè)需求較高，既要有很高的分辨率，還要具備大視角，以適用于不同產(chǎn)品的尺寸大小，市場(chǎng)上一般的掃描設(shè)備無(wú)法滿足其特殊需求，主要是玻璃大小的不確定性，及二維碼粘貼的位置不同，還有流水線上產(chǎn)品的持續(xù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。通過(guò)對(duì)同行業(yè)的設(shè)備考察，我們選用基恩士SR2000系列條碼讀取器。首先SR2000系列條碼讀取器使用方便，“大視野”、“大景深和焦距”、“具備足以追蹤移動(dòng)物體的速度”僅這些，就無(wú)需再要求相關(guān)人員熟練使用條碼讀取器。只需要使用全新的SR-2000系列，“安裝即可”實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定讀取，全新設(shè)計(jì)大景深的專用鏡頭。近處與深處均可對(duì)焦，無(wú)需“變更切換時(shí)的對(duì)焦位置”、“條碼位置控制機(jī)構(gòu)”等多余工時(shí)或機(jī)構(gòu)部配備2個(gè)最新算法，將讀取距離放大傳統(tǒng)的約30%?？勺詣?dòng)切換檢測(cè)方式，遇到條形碼時(shí)使用模式匹配檢測(cè)，遇到二維碼時(shí)則使用升頻轉(zhuǎn)換（放大＆補(bǔ)正）檢測(cè)。實(shí)現(xiàn)了C-MOUNT安裝鏡頭難以實(shí)現(xiàn)的硬件、軟件及譯碼器的最佳化。任何人均可輕松以大景深、遠(yuǎn)距離進(jìn)行穩(wěn)定讀取。實(shí)際測(cè)試中，SR2000能夠穩(wěn)定讀取單元尺寸為0.012mm的極小條碼。依托自動(dòng)對(duì)焦，本體安裝自由度得到顯著提升。視野是以往產(chǎn)品10倍以上，使得決定工件位置的公差有了充分余量。同時(shí)，基恩士SR2000系列條碼讀取器還具備了豐富的信息傳輸接口，自帶的RJ45接口也使得它能夠非?？焖俜奖愕呐c本系統(tǒng)的PLC進(jìn)行直接數(shù)據(jù)通信，而無(wú)需第三方轉(zhuǎn)接設(shè)備。圖5基恩士SR2000測(cè)試設(shè)置3.1.3裝箱機(jī)械臂選型本課題機(jī)械臂選型根據(jù)玻璃的大小，搬運(yùn)負(fù)載，臂展長(zhǎng)度作為選著目標(biāo)，在現(xiàn)在工業(yè)體系中，機(jī)械臂使用已經(jīng)成為大的趨勢(shì)。這里我們選用庫(kù)卡機(jī)械臂，型號(hào)KR40PA，負(fù)載能力40KG，臂的附加負(fù)載20開(kāi)關(guān)，臂展（z軸行程）2091mm。3.1.4稱重系統(tǒng)選型圖6稱重系統(tǒng)配置稱重系統(tǒng)運(yùn)用很廣，本課題設(shè)計(jì)稱重要求需控制在50-500KG之間，精度要求需要達(dá)到0.1KG，所以本課題選用了升隆SCS-1000G自動(dòng)稱重滾筒稱稱作為系統(tǒng)的稱重平臺(tái)，其量程在50-1000KG，精度可達(dá)到0.1KG，完全能夠滿足本課題的稱重系統(tǒng)要求。圖7SCS系列產(chǎn)品參數(shù)稱重平臺(tái)可通過(guò)自帶的RS232接口與PLC進(jìn)行直接通訊，采用MODBUSRTU協(xié)議通訊，將稱重的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給PLC進(jìn)行處理。3.1.5驅(qū)動(dòng)電機(jī)本課題電機(jī)選擇根據(jù)流水線體的功率需要為1kw，機(jī)械效率為70%，我們選擇效率為0.8的電動(dòng)機(jī)，由P=P1/N1N2，得1/0.7×0.8=1.8KW，由于沒(méi)有1.8KW這一規(guī)格，所以這里選用2.2KW.根據(jù)安裝需要，選擇臥式，由于鏈條帶動(dòng)需要慢速運(yùn)行，所以在電機(jī)外部加上減速器，綜上所述，這里電機(jī)選擇億方三相異步電機(jī)，型號(hào)：Y90L-2-2.2KW，臥式，運(yùn)轉(zhuǎn)速度2930，絕緣等級(jí)B級(jí)。3.1.6面板布置圖圖8面板布置圖面板布置按鈕有，電源指示燈，閉鎖/開(kāi)啟，運(yùn)行啟動(dòng)，運(yùn)行停止，程序復(fù)位，線體啟停，閉鎖指示燈及急停組成，閉鎖主要應(yīng)用于設(shè)備維護(hù)時(shí)的安全考慮，線體啟?？梢詥为?dú)控制玻璃檢測(cè)裝箱線體的運(yùn)行，復(fù)位用于中途停止時(shí)的再次重新啟動(dòng)。急停是必不可少的安全保護(hù)裝置，對(duì)設(shè)備緊急情況制動(dòng)。3.2I/O分配表表2I/O分配表輸入輸出地址名稱地址名稱I0.0急停Q0.0閉鎖指示燈I0.1復(fù)位Q0.1線體啟動(dòng)I0.2閉鎖Q0.2A區(qū)分配輸出I0.3開(kāi)啟Q0.3B區(qū)分配輸出I0.4線體啟動(dòng)Q0.4I0.5運(yùn)行啟動(dòng)Q0.5綠燈I0.6運(yùn)行停止Q0.6黃燈I0.7Q0.7紅燈_報(bào)警器I1.0玻璃到檢測(cè)位信號(hào)Q1.0I1.1玻璃出檢測(cè)位信號(hào)Q1.1I1.2玻璃分揀位信號(hào)Q1.2I1.3A區(qū)信號(hào)Q1.3I1.4B區(qū)信號(hào)Q1.4I1.5Q1.5I1.6Q1.6I1.7Q1.73.3主電路接線圖3.3.1主電路接線圖圖9主電路圖主電路圖，電路圖中主要有玻璃流水線驅(qū)動(dòng)，控制電源供電，外部分機(jī)散熱，檢修插座組成。主要對(duì)整個(gè)行程中的驅(qū)動(dòng)部分做配置，驅(qū)動(dòng)主要有空開(kāi)，接觸器，熱保護(hù)，電機(jī)組成，在玻璃生產(chǎn)完成后，對(duì)最后的裝箱分揀檢測(cè)整體運(yùn)行啟動(dòng)?？刂齐娫粗饕门c外部信號(hào)，內(nèi)部PLC及中間繼電器的供電。散熱風(fēng)扇用于電控系統(tǒng)散熱，插座作為檢修使用。3.3.2PLC接線圖圖10PLCI點(diǎn)輸入接線圖PLC的網(wǎng)口連接工業(yè)交換機(jī)，我們選擇，用于連接觸摸屏、智能相機(jī)、服務(wù)器，在三者之間傳輸數(shù)據(jù)。串口用于連接電子稱，獲得玻璃的重量數(shù)據(jù)。I點(diǎn)輸入接線圖主要外部按鍵開(kāi)關(guān)信號(hào)主要有急停，復(fù)位，閉鎖，開(kāi)啟，線體啟動(dòng)，運(yùn)行啟動(dòng)，運(yùn)行停止，。閉鎖主要是選擇將程序運(yùn)行控制方式關(guān)閉，在設(shè)備維護(hù)或許人為操控時(shí)，選著閉鎖來(lái)關(guān)閉程序運(yùn)行，防止設(shè)備誤操作，開(kāi)啟即當(dāng)一切準(zhǔn)備工作完成，選著將程序開(kāi)啟，啟動(dòng)設(shè)備運(yùn)行，給PLC信號(hào)，告訴設(shè)備可以正常運(yùn)行?？刂品绞竭x擇的不同，控制流程不同。線體啟動(dòng)，用于玻璃流水行的單獨(dú)控制，單設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可以手動(dòng)停止設(shè)備，作成一個(gè)單獨(dú)的控制方式，方便控制整體的線體啟停。運(yùn)行啟動(dòng)在于給定外部條件完成起到開(kāi)啟運(yùn)行的效果，主要是保證運(yùn)行的安全性與可操作性。掃描及機(jī)械臂部分可以開(kāi)啟，讓玻璃裝箱檢測(cè)整體系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)。運(yùn)行停止在于給定外部條件完成起到停止運(yùn)行的效果，主要是保證運(yùn)行完成后的安全性與可操作性。掃描及機(jī)械臂部分停止運(yùn)行，讓玻璃裝箱檢測(cè)整體系統(tǒng)處于正常停止?fàn)顟B(tài)。急停是控制的主要安全保證，急停是在人生安全或機(jī)械出現(xiàn)突然故障的緊急保護(hù)措施，在控制中非常重要。復(fù)位即是在運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，二次開(kāi)啟的原位運(yùn)行，保證機(jī)器運(yùn)行的準(zhǔn)確性。圖11PLCI點(diǎn)輸入接線圖2PLC外部光電輸入接線圖主要是外部開(kāi)關(guān)亮信號(hào)，主要有玻璃到掃描區(qū)檢測(cè)信號(hào)，玻璃出掃描區(qū)檢測(cè)信號(hào)，玻璃到分揀區(qū)檢測(cè)信號(hào)，玻璃到A區(qū)信號(hào)，玻璃到A區(qū)信號(hào)。其中玻璃到掃描區(qū)檢測(cè)信號(hào)，作為開(kāi)啟檢測(cè)系統(tǒng)的起始信號(hào)，PLC接受信號(hào)，并向檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)出開(kāi)啟命令，檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)始檢測(cè)。玻璃出掃描區(qū)檢測(cè)信號(hào)，作為停止檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)，PLC接受信號(hào)，并向檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)出停止命令，檢測(cè)系統(tǒng)停止檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至PLC，以便用于下一步的機(jī)械臂分揀。玻璃到分揀區(qū)檢測(cè)信號(hào)，作為檢測(cè)玻璃是否到達(dá)機(jī)械臂分揀位置的標(biāo)志，到玻璃到達(dá)分揀位置時(shí)，信號(hào)由PLC發(fā)送至機(jī)械臂，讓機(jī)械臂進(jìn)行位置分揀。A區(qū)信號(hào)，A區(qū)信號(hào)即是當(dāng)機(jī)械臂分揀完成，玻璃落到A區(qū)時(shí)，作為記位標(biāo)志，開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)竭_(dá)需要片數(shù)時(shí)，稱重比較封箱。B區(qū)信號(hào)，B區(qū)信號(hào)，作為錯(cuò)拿件信號(hào)，當(dāng)機(jī)械臂分揀錯(cuò)誤時(shí)，B區(qū)發(fā)出信號(hào)，報(bào)警燈亮起，人工進(jìn)行錯(cuò)位處理，不影響設(shè)備正常進(jìn)行。圖12PLCO點(diǎn)輸出接線圖1PLCO點(diǎn)輸出接線圖7，主要是輸出控制接線，主要是電機(jī)的啟動(dòng)及燈的指示警接線，其中閉鎖指示是為了更加直觀的告訴操作人員，設(shè)備處于閉鎖狀態(tài)，無(wú)法開(kāi)啟，確認(rèn)無(wú)誤后方可運(yùn)行。線體啟動(dòng)，啟動(dòng)線體輸出，開(kāi)啟玻璃流水線，A區(qū)輸出，B區(qū)輸出。用于信號(hào)給定，機(jī)械臂分選指派。指示燈部分，其中綠燈為運(yùn)行正常指示，黃燈為啟動(dòng)指示，紅燈為故障指示。4程序設(shè)計(jì)4.1總體控制流程圖玻璃作為現(xiàn)代工業(yè)的主要原材料之一，隨著全球工業(yè)制造的不斷升級(jí)，對(duì)其生產(chǎn)，加工，運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化要求也越來(lái)越高。本課題以國(guó)內(nèi)某轎車玻璃制造企業(yè)為研究對(duì)象，在一條完整的汽車玻璃生產(chǎn)流水線中，可細(xì)分為如下基本工序：圖13轎車玻璃總生產(chǎn)工藝流程圖玻璃的預(yù)處理，切片，成型，鋼化，甚至打磨等工序都已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化；但在生產(chǎn)線的最后分揀及裝箱工序，目前還是通過(guò)傳統(tǒng)的人工方式來(lái)手動(dòng)完成；這不僅增加了工人勞動(dòng)的強(qiáng)度，降低了整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，也使得裝箱過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)人為的錯(cuò)裝或混裝等問(wèn)題；同時(shí)，手工生產(chǎn)線流程無(wú)法進(jìn)行全程數(shù)字量化管理，這也為后續(xù)問(wèn)題產(chǎn)品的排除和追溯造成阻礙。為了從大批量的流水線玻璃產(chǎn)品中快速有效的分揀出不同批次及型號(hào)的產(chǎn)品，從根本上解決混裝錯(cuò)裝問(wèn)題；本研究課題提出以計(jì)算機(jī)分揀系統(tǒng)結(jié)合二維碼身份識(shí)別技術(shù)的方法，實(shí)現(xiàn)玻璃產(chǎn)品裝箱工序的零差錯(cuò)分揀，提高整個(gè)生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)效率。圖14玻璃裝箱分揀檢測(cè)總體控制流程圖玻璃裝箱分揀檢測(cè)總體控制流程圖，主要是整個(gè)程序流程的自動(dòng)運(yùn)行步驟。由開(kāi)始到結(jié)束的整個(gè)過(guò)程。玻璃控制流程從開(kāi)始對(duì)控制方式的選擇開(kāi)始，面板開(kāi)啟選擇。運(yùn)行啟動(dòng)，手動(dòng)面板流水線運(yùn)行，玻璃線體運(yùn)行，成型玻璃經(jīng)過(guò)流水線運(yùn)輸，到達(dá)二維碼掃描測(cè)試區(qū)，測(cè)試信號(hào)啟動(dòng)，開(kāi)啟二維碼掃描，二維碼識(shí)別，將數(shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比。當(dāng)玻璃出掃描區(qū)后，結(jié)束掃描，將掃描結(jié)果發(fā)送至PLC，PLC傳送A，B區(qū)信號(hào)，玻璃隨流水線繼續(xù)運(yùn)行，運(yùn)行至分揀區(qū)后，機(jī)械臂開(kāi)始執(zhí)行分揀任務(wù)，機(jī)械臂啟動(dòng)，通過(guò)PLC信號(hào)將玻璃分揀到相應(yīng)的A或B分區(qū)，并進(jìn)行型號(hào)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)完成達(dá)到指定數(shù)量后，進(jìn)行重量檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果與預(yù)設(shè)結(jié)果比對(duì)，在誤差范圍內(nèi)，即認(rèn)定為符合裝箱條件，裝箱入庫(kù)，結(jié)束運(yùn)行，等待下次運(yùn)行指令。圖15程序開(kāi)啟及線體運(yùn)行控制流程圖初始化PLC，當(dāng)PLC急停沒(méi)有關(guān)閉，閉鎖沒(méi)有開(kāi)啟，開(kāi)啟按鍵啟動(dòng)，程序控制進(jìn)入正常運(yùn)行方式，設(shè)備呈運(yùn)行狀態(tài)，急停為異常情況的緊急實(shí)施措施，保證安全運(yùn)行。閉鎖開(kāi)啟，則退出運(yùn)行模式，閉鎖指示燈開(kāi)啟，一般是設(shè)備維護(hù)閉鎖，防止設(shè)備在維護(hù)時(shí)誤操作。線體啟動(dòng)，玻璃流水線體是獨(dú)立控制的，急停開(kāi)啟，開(kāi)啟運(yùn)行狀態(tài)，線體啟動(dòng)ON，線體開(kāi)啟，獨(dú)立控制有利于設(shè)備的人工啟停，處理錯(cuò)誤分揀狀況。圖16程序運(yùn)行及掃面開(kāi)啟控制流程圖程序運(yùn)行及掃描開(kāi)啟流程圖，在開(kāi)啟運(yùn)行狀態(tài)下，單擊運(yùn)行啟動(dòng)，程序運(yùn)行標(biāo)志啟動(dòng)，程序進(jìn)行向下運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行結(jié)束時(shí)單擊運(yùn)行停止，程序停止運(yùn)行，復(fù)位鍵也可以停止程序運(yùn)行，只有當(dāng)程序運(yùn)行標(biāo)記開(kāi)啟，方才可以進(jìn)行玻璃掃描及分揀程序。掃描開(kāi)啟程序，當(dāng)玻璃到檢測(cè)信號(hào)有，開(kāi)啟檢測(cè)掃描，掃描系統(tǒng)工作，進(jìn)行二維碼掃描。當(dāng)玻璃出檢測(cè)信號(hào)下降沿到，即玻璃出檢測(cè)區(qū)，關(guān)閉掃描檢測(cè)。等待數(shù)據(jù)對(duì)比，看掃面結(jié)果等待機(jī)械臂分揀。圖17重量采樣程序上圖1、2段是定時(shí)0.5秒采樣一個(gè)稱重?cái)?shù)據(jù)，PLC通過(guò)CM01串口的接口與電子稱進(jìn)行直接通訊，采用MODBUSRTU協(xié)議通訊，將稱重的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。上圖第三段是PLC對(duì)表的參數(shù)設(shè)置。圖18PLC網(wǎng)絡(luò)TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸程序上圖兩段是網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)模塊，一個(gè)是對(duì)服務(wù)器傳輸掃碼數(shù)據(jù)，一個(gè)是對(duì)智能相機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫(xiě)，本身的子程序是采用20位狀態(tài)機(jī)編寫(xiě)的，比較復(fù)雜，主要調(diào)用的是TCP_CONNECT、TCP_SEND、TCP_RECV，特別是完善各種錯(cuò)誤狀態(tài)的處理，這里就不一一講述了。圖19玻璃分揀控制流程圖玻璃分揀控制流程圖，程序運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)啟，玻璃流水線運(yùn)行，當(dāng)玻璃通過(guò)掃描區(qū)，掃描完畢，進(jìn)入分揀區(qū)，玻璃進(jìn)入分揀區(qū)信號(hào)ON，開(kāi)啟機(jī)械臂分揀，機(jī)械臂分揀開(kāi)啟，計(jì)時(shí)，當(dāng)時(shí)間到2秒時(shí)，清除分揀標(biāo)記，等待下次周期運(yùn)行。4.2機(jī)械臂控制部分玻璃裝箱分揀檢測(cè)系統(tǒng)，機(jī)械臂控制部分，機(jī)械臂控制部分主要編程都在庫(kù)卡的示教器編程完成的，程序如下圖。圖20機(jī)械臂分揀控制流程圖1機(jī)械臂分揀控制流程圖1，機(jī)械臂初始回原點(diǎn)，即回到HOME點(diǎn)，程序運(yùn)行開(kāi)始，玻璃吸盤(pán)釋放，機(jī)械臂運(yùn)行至玻璃分揀點(diǎn)上方，機(jī)械臂到達(dá)玻璃正上方暫停，然后機(jī)械臂垂直運(yùn)行到玻璃上方貼近玻璃，開(kāi)啟吸盤(pán)，將玻璃吸住，等待抓取信號(hào)，如果信號(hào)1為正，將玻璃運(yùn)送至A區(qū)。機(jī)械臂吸住玻璃垂直提升，暫停，橫向運(yùn)行至A區(qū)正上方，到達(dá)A區(qū)正上方機(jī)械臂垂直下降，緩慢降至A區(qū)線體上方，釋放玻璃吸盤(pán)，將玻璃穩(wěn)穩(wěn)的放置A區(qū)線體上，然后回到原點(diǎn)即機(jī)械臂初始點(diǎn)等待下次分揀運(yùn)行。圖21機(jī)械臂分揀控制流程圖2機(jī)械臂分揀控制流程圖2，如果信號(hào)為0，將玻璃運(yùn)送至B區(qū)。機(jī)械臂吸住玻璃垂直提升，暫停，橫向運(yùn)行至B區(qū)正上方，到達(dá)B區(qū)正上方機(jī)械臂垂直下降，緩慢降至B區(qū)線體上方，釋放玻璃吸盤(pán)，將玻璃穩(wěn)穩(wěn)的放置B區(qū)線體上，然后回到原點(diǎn)即機(jī)械臂初始點(diǎn)等待下次分揀運(yùn)行。4.3檢測(cè)系統(tǒng)軟件部分玻璃裝箱分揀系統(tǒng)檢測(cè)軟件是本課題能夠得以最終實(shí)施的重要組成部分，檢測(cè)軟件通過(guò)服務(wù)器（本課題中為定義為上位機(jī)）的INTERNET網(wǎng)絡(luò)口（RJ45）（01）與整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械硬件集成融合，完成裝箱檢測(cè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理以及指令傳輸。圖22玻璃裝箱分揀檢測(cè)系統(tǒng)在伺服務(wù)器運(yùn)行的程序界面圖23玻璃裝箱分揀檢測(cè)軟件監(jiān)測(cè)正常運(yùn)行界面圖24玻璃裝箱分揀檢測(cè)軟件監(jiān)測(cè)異常運(yùn)行界面5結(jié)論本課題設(shè)計(jì)了玻璃裝箱分揀檢測(cè)系統(tǒng)。玻璃裝箱分揀檢測(cè)系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)主要采用了外部相機(jī)掃描二維碼，機(jī)械臂分揀加稱重對(duì)比來(lái)完成對(duì)玻璃分揀環(huán)節(jié)的機(jī)械控制，并實(shí)現(xiàn)了全流程的自動(dòng)化控制，在硬件與軟件的選型上，避開(kāi)了一些傳統(tǒng)的模式選擇，較好解決了玻璃檢測(cè)裝箱會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題。本課題采用了基恩士SR2000相機(jī)掃面系統(tǒng)，很好的解決了在玻璃二位碼掃描中的不確定性，讓掃碼的精準(zhǔn)率達(dá)到了工業(yè)生產(chǎn)掃描標(biāo)準(zhǔn)。分揀上也摒棄了一些原有的老式分揀方式，選用庫(kù)卡機(jī)器人，避免了在玻璃分揀上的不穩(wěn)定性，機(jī)械臂的分揀有利于玻璃的位置放置及抓取的成功，一層層的疊加，完成裝箱前的所有準(zhǔn)備。稱重系統(tǒng)提高了裝箱標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的準(zhǔn)確率，在計(jì)數(shù)的前提下加上了稱重比較，較好的進(jìn)行了不同方式的二次對(duì)比檢測(cè)，保證了整個(gè)玻璃裝箱分揀流程的準(zhǔn)確性。玻璃裝箱分揀檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅在以上控制上有所闡述，在玻璃檢測(cè)，分揀的自動(dòng)控制上也有所介紹，外部信號(hào)輸入，內(nèi)部邏輯運(yùn)算所完成的自動(dòng)控制程序在運(yùn)行上可靠性好，運(yùn)行正常。本課題的玻璃裝箱分揀檢測(cè)系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)也有一些不足的地方需要改進(jìn)，系統(tǒng)只針對(duì)轎車的玻璃裝箱和分揀做了相應(yīng)設(shè)計(jì)，這使得本系統(tǒng)的應(yīng)用面方面還不夠廣泛；系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，在檢測(cè)到非本次裝箱產(chǎn)品時(shí)，報(bào)錯(cuò)信息需人為干預(yù)后才能返回正常運(yùn)行界面，系統(tǒng)檢測(cè)到裝箱漏裝時(shí)，必需人工及時(shí)清理糾錯(cuò)，才能恢復(fù)整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的