瑞光（上海）电气设备有限公司
摘要：本文主要是探讨分析包装机器人自动化生产线成套设备，介绍机器人的控制系统，伺服系统，触摸屏以及控制器等设备，结合实际应用案例进行探究，希望能够对相关技术人员起到参考性价值。
关键词：包装机器人；自动化生产线；成套设备
在企业生产制造当中自动化技术已经得以广泛应用，能够在较大程度上解放生产力，提升生产效率，对加工过程中的产品品质进行优化和改善，大部分企业都已经将多人完成的工作采用机器人操作方式，能够实现清洁高效的自动化作用。
包装机器人是一种并联类型，具有较大的刚度，受力平衡，极强的承载能力，不会造成较大的误差，结构简单，良好的动力性能。能够对输送带上快速移动的工件进行自动识别和定位，能够使机器人精准高速地实现分拣作用。此次研究主要是应用包装机器人各项优势特点改造生产行业自动化改造等。
1、包装机器人
该类机器人具备自动化装备研究开发以及制造能力，能够给予用户自动化解决方案和交钥匙工程，能够给予高效的技术支持。该项包装机器人能够被广泛应用在放置工业和高速分拣机器人，属于国外先进技术品牌，其主要组成包括驱动技术和纤维复合材料等，能够在较为复杂的环境下对应用进行放置和分拣。
按照不同类型，工作范围，轴数以及负载量等，该品牌的机器人具有数十种型号，能够全面满足使用应用需求，能够实现性价比和经济实用性等特征。在企业当中已经广泛应用自动化生产线，因此在机械零件，电子，卫生以及食品等行业已经广泛开展机器人事业，机器人能够实现码垛，抓放，加工以及包装等操作，机器人能够全面代替手工制作，实现清洁，柔性和高效的自动化作业。
2、硬件系统架构
下图为分拣机器人系统的硬件框架。上位系统主要是应用可编辑逻辑控制器和高性能的触摸屏，控制中间层的机器人控制系统和外围包装辅助系统，下层为近期奇人系统控制方式，主要是应用一拖二方式实现。其中一套系统当中具备工业机器视觉系统，能够对两台机器人系统实施控制，确保工作高精度和高速。伺服系统主要是应用CAT网络，全面确保运行高效性。
图1机器人系统的硬件框架
3、软件系统设计
程序设计主要是分为可编程逻辑控制器当中的程序控制系统，另一部分为KEBA控制器当中的可编程逻辑控制系统，还包括机器人程序控制系统。下图为系统控制流程总图。
在系统当中主可编程逻辑控制系统主要是对整个系统运行情况的监控和协调进行协调，主要包括：监测和控制各个机器人系统运行状态，例如机器人在运行期间能够实时显示出各种运行工作状态当中抓放产品的实际速度；统计漏检产品数量，统计已经完成的产品分拣数量，显示和提示报警信息等。在控制运行状态等方面：能够自动化启动各个机器人，并且给予停止，暂停和复位等指令。
机器人外围包装辅助系统的控制能够划分为进箱，开箱，推送，堆叠，封箱和出箱等子系统。
可编程逻辑控制系统和KEBA程序控制系统当中均具有RC接口，能够有效促进机器人程度控制系统之间的沟通交流，还具备Axis接口，能够与各个伺服系统进行沟通交流；其中的输出/输入接口主要负责每一个输入输出信号的交流沟通。可编辑逻辑控制程序还能够对机器人以外的信息数据以及逻辑控制等进行监控和管理，包括视觉系统当中的信息管理和控制等。
图2系统控制流程总图
KEBA机器人程序的控制系统能够对机器人的输送带跟随抓取，各项动作控制，机器人安全工作区域保护加监控，A/B双工位交替连续码垛等承担责任。
4、机器人在卫生巾生产当中的应用
4.1机器人伺服系统
由于卫生巾的生产线比较长，因此仅讨论其关键部位。在该生产线中周封、外切刀架的设计是关键，如图2所示，其主要功能是对卫生巾进行热封和成切，完成全自动的加工，通过伺服电机驱动是这一机构的主要特点，通过传送带传送产品并且与刀具节拍一致，减少废品产生。生产速度为1800片/min，最快为2000片/min。
4.2机器人伺服电机的选择
伺服电动机在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机的选择要合理，偏大则成本增多，造成浪费；偏低则无法达到生产要求，因此伺服电机的选择至关重要。伺服服电动机的主参数是功率，但是，选择伺服电动机并不按功率而是根据下列三个指标选择：最大负载转矩不得超过电动机的额定转矩；电动机的转子惯量JM应与负载惯量JL匹配；快移时的加速性能。
本次设计的卫生中生产线，比较以前的产品具有全新的概念，主要有以下特点：
（1）驱动采用全伺服半闭环系统，取取代了传统的普通电机驱动。它使得各部件间运动的传递更加准确，同时由于极快的反应速度（0.1秒）使得废品率降到最低。全伺服半闭环系统将每一工序都装上一个伺服电机统一由计算机控制，去掉了每个部件间的机械联系，这使机械总体结构变得简单。
（2）部件内的机械传动采用了同步齿型带，它同时具备了传动准确和运动平稳的优点由于以上的优点，该生产线更加适应生产的要求，它产量高、误误差小、废品率大幅降低、连续运转安全可靠。虽然采用伺服电机驱动成本较普通电机高（高五万元左右），但简单的机械结构又使制造成本降低，所以我们设计的生产线具有极高的性价比，批量生产后将有广大的市场前景。
5、结束语
综上所述，此次研究的自动化生产线属于我国产品生产行业的首次突破性创造技术，能够实现每台机器人以每分钟125p的分拣速度长时间稳定运行，能够全面达到客户和市场需求。项目软件系统和硬件系统都能够满足自动化系统的开发模式，还能够在此基础之上重新构建，实现智能化发展要求。在自动化技术较为落后的产品生产行业当中应用机器人技术，自动控制技术，计算机技术以及实时网络通信技术等，能够从根本上促进产品行业的生产线自动化，具有十分重要的应用价值，能够为后续发展提供技术基础和理论基础，使新型产业当中广泛应用机器人等先进技术。
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