摘 要

ABSTRACT II

第1章 绪论 3

1.1 引言 3

1.2 国内外码垛机器人的发展状况 3

1.3 研究目标 4

第2章 高位码垛机的控制要求和硬件设计 5

2.1 系统总体设计要求 5

2.2 PLC控制任务 5

2.3 码垛机位置控制 6

第3章 高位码垛机的组成以及选型 8

3.1高位码垛机的组成 8

3.2 末端执行器的设计 9

3.2.1末端执行器控制系统 9

3.2.2末端执行器的选型 9

3.3 码垛部位机器的选型 10

3.4 PLC模块选型 11

3.4.1 变频器的选型 11

3.4.2 伺服电机的选型 12

3.4.3 CPU型号选型 12

3.4.4 计数器模板的选型 13

3.5 准确定位的方法 13

3.6码垛机速度曲线分析 14

3.7 通信方案的确定 15

第4章 码垛机的程序控制设计 16

4.1 设计方案 16

4.2码垛机自检和复位/归位程序 16

4.2.1码垛机自检程序 16

4.2.2码垛机复位/归位程序 17

4.3变频调速系统设计 18

4.4 码垛控制逻辑 19

4.4.1 升降机控制逻辑 19

4.4.2 托盘和垛盘输送机控制逻辑 20

4.4.3 托盘仓控制逻辑 20

第5章 PLC控制系统软件程序设计 24

5.1 初始化程序设计 24

5.2 定位控制计算 25

5.3 程序 25

结 论 26

致 谢 27

参考文献 28

附录A 29

附录B 30

附录C 31

附录D 32

附件E 34

摘 要

实际工业中的托盘型自动包装生产线主要由自动包装机、密封系统、倒袋机、称重机、检测机、喷码机、码垛机等单元组成。通过系统的编程可以自动控制整个生产线的工作过程，让工业生产达到有序化以及自动化，并且还可以自动诊断正常运行时出现的故障如物料供应不足，供袋不足、垛盘出垛不及时等问题，并且可以进行声光报警，便于观察。该控制系统具有简单的操作性，可靠的运行力，故障维修方便等优点。

本课题主要研究的对象是码垛单元，设计出码垛控制系统来控制末端执行器以及码垛盘的配合，结合可编程序控制器的位置控制对物料进行有顺序的码垛，对生产线上的物料进行码垛存储。对于设计用到的主要控制元件有可编程控制器（PLC）、变频调速控制器、限位开关，按钮开关等，确保了控制系统所用到的硬件以及软件的可靠性和实用性。PLC的任务是控制CPU与电机、变频器等的结合，实现了整个控制系统的自动化性。并且完善的安全联锁机制，很好的保护了生产设备和操作人员。而所用到的触摸屏的人机交互装置使码垛机的操作更加简便，故障诊断也更加容易，同时也方便了机器的检修和维护。

关键词：控制系统,可编程序控制器（PLC），变频器，末端执行器

ABSTRACT

Automatic bagging amp; palletizing line consists of auto-weighing bagging machine, auto-bag feed group, sealing system ,bag turn down machine, metal detector, sorting machine, jet printer and palletizing machine etc. units.Through programming controller, the whole system process can be automatic controlled. Any process operation troubles, not enough feeds, bag feeding not due or palletizing not in time all can be alarmed by sound or light. It has the advantages of simple operation, reliable and easy maintenance etc.

This topic main research object is stacking unit, design the pallet control system to control actuators and palletizing plate at the end of the coordination, combining with the position control of the programmable controller to have order pallet material for pallet storage materials on the production line.Main control components, including PLC, frequency control of motor speed controller, close to switch, push button switch and terminal blocks, etc., ensure the reliability and practicability of the control system hardware.Combination of hardware and control software to realize the high degree of automation system.Perfect safety interlocking mechanism, can provide protection for equipment and operators.Graphical display touch screen makes the stacker crane operation is simple, easy, fault diagnosis and convenient maintenance and maintenance.

KEY WORDS: control system,PLC,variable-frequency drive,end effec

第1章 绪论

1.1 引言

码垛技术在物流自动化技术领域中运用广泛，机器人码垛机可以运用于任何生产现场，为其提供自动化、网络化、机器人化的服务。酒水和食品等生产行业也常常运用其技术在码垛物流中，通常被应用于纸箱、 塑料箱、瓶类、袋类、桶装类及灌装产品等。码垛机自动运行的全过程分为自动进入箱、转箱、分排、成堆、移堆、提堆、进托、下堆、出垛等步骤。

采用机械式和液压式堆垛机是最初用到的码垛技术，但是随着竞争压力的提高以及工业生产规模的扩大和所需要的自动化水平的提高，以及自动堆垛机的缺点越来越突出，比如占地面积大、故障率高等缺点，自动堆垛机逐渐被现代化厂家所淘汰，而码垛机器人的出现，以它的高柔韧性、高处理能力和可靠性的优点渐渐成为一种现代化工厂生产的趋势。