并联机器人施耐德产品在奶粉包装生产线上的应用

一、客户介绍

   北京某包装即系公司,专注于后段自动化包装设备的研发和制造。现已开发出成熟的自动开箱、装箱、封箱、打包、码垛、缠绕、穿箭打包等包装设备。公司可以根据客户提供的产品和现场空间进行规划和设计，使生产过程中的产品包装实现自动化，达到减少人工或完全代替人工的目的，从而使企业降低成本提高效率，解放工人。

二、项目信息

A.   项目需求

1. 本项目是针对青岛圣元盒装奶粉包装生产线投放奶粉勺环节的升级改造。

2. 以前是由人工投放产品（奶粉勺）。现要求使用自动化设备（并联机器人）取代人工，降低人工成本，提高生产效率。

B.工艺流程

视觉系统坐标：视觉系统在一个固定的位置对产品进行拍照处

1. 理。它本省有自己的坐标系，也就是说拍到的产品有视觉自己的坐标值(像素值)。

2. 进料传送带位置：运动控制器通过进料传送带侧增量型编码器来获得传送带当前位置。

3. 视觉与机器人坐标的关联：在进料传送带停止状态下对参照物进行拍照，记录当前编码器位置以及照片中参照物的X/Y坐标(视觉系统坐标，像素值)，点动控制传送带走正向运动任意长度，将机器人手动放置到参照物上方，记录机器人当前坐标及当前编码器位置，得出定长长度，将以上得出的数据写入到相机中，完成坐标关联。

4. 出料传送带位置：出料传送带是由装盒设备控制的，不是本系统控制，只需获取出料传送带的实时位置。在出料皮带传动机构上加装了一个增量型编码器，来获取出料皮带的实时位置。

5. 视觉拍照信号：在进料传送带编码器挂了一个逻辑编码器(进料逻辑编码器1)。进料逻辑编码器1又挂了一个凸轮开关，最终通过凸轮开关给视觉一个拍照信号。这个凸轮开关周期值是由相机的拍照视野决定的，防止漏拍、重拍。

抓取合格产品：进料传送带的编码器还挂了一个进料逻辑编码器2，进料逻辑编码器2完全和实际编码器同步。当视觉拍照后，会将合格产品X/Y坐标以及角度值发送给运动控制器，当前合格产品坐标会跟随进料逻辑编码器2变化而变化，当合格产品到达机器人工作窗口后，机器人动作，跟随合格产品，与

1. 合格产品同步且达到合格产品上方后抓取产品，同时脱离进料传送带。

2. 放置合格产品：放置信号通过出料传送带的两个光电信号同时触发，当接到触发信号后，记录当前出料传送带侧安装的编码器下挂的出料逻辑编码器的位置值，即放置产品位置。放置位置跟随着出料逻辑编码器变化而变化，当放置位置到达机器人工作窗口后，机器人动作，跟随放置位置，与放置位置同步且到达放置位置上方后放置产品，同时脱离出料传送带，等待下一个产品。

三、控制系统构成

  控制系统主要由视觉、运动控制器、机器人、HMI，传送设备组成。视觉、HMI通过以太网与运动控制器进行通讯，运动控制器通过SercosIII总线及Canopen总线分别控制机器人和传送带设备。

系统架构图如下图所示：

系统大部分产品如运动控制器、机器人、HMI、变频器以及低压元器件都采用施耐德产品，视觉相机采用美国康耐视品牌，产品列表如下：

布线图

四、施耐德核心产品介绍

   运动控制器：LMC300C运动控制器属于P a c D r i v e 3系列，P a c D r i v e 3基于成熟的运动和逻辑控制技术，将逻辑控制、运动控制和机器人控制功能整合在同一个硬件平台内。P a c D r i v e 程序符合I E C -6 1 1 3 1 - 3 的程序结构标准，这种全集成的系统架构，可广泛的应用到包装机械和其他系统中，比如拆卸和组装系统。PacDrive程序可适用于各种类型的PacDriveLMC控制器，不论它是仅驱动几根轴的简单控制器还是控制多达9 9 个伺服电机或30个机器人的高性能控制器。

     P4机器人：机器人机械、伺服系统和机器人软件库等，所有的一切都完美契合，提供了即用的解决方案。此外，完整的套件，包括开发调试，都大大加速了在应用中集成机器人的过程。P4  delta3机器人使用全不锈钢结构，专为抓取应用而设计。软件集成了最常见的方案设计软件接口。P 4 也可以选择一个旋转轴附件（P 4 s -R ）。P 4 机械臂可以由常规的伺服驱动器和电机的系统进行控制（P 4 s - F 或P 4 s - R ），也可以由一体式化伺服电机进行驱动（P 4 i - F 或P 4 i -R ）。由于采用了防护等级为I P 6 5可冲洗结构，P 4 s - F 和P 4 s - R 也适用于卫生要求严苛的环境。P4还可以应用于满足获ISO 14644-1认证的等级6无尘室中。

四、施耐德核心产品介绍

运动控制器：LMC300C运动控制器属于P a c D r i v e 3系列，P a c D r i v e 3基于成熟的运动和逻辑控制技术，将逻辑控制、运动控制和机器人控制功能整合在同一个硬件平台内。P a c D r i v e 程序符合I E C -6 1 1 3 1 - 3 的程序结构标准，这种全集成的系统架构，可广泛的应用到包装机械和其他系统中，比如拆卸和组装系统。PacDrive程序可适用于各种类型的PacDriveLMC控制器，不论它是仅驱动几根轴的简单控制器还是控制多达9 9 个伺服电机或30个机器人的高性能控制器。

     P4机器人：机器人机械、伺服系统和机器人软件库等，所有的一切都完美契合，提供了即用的解决方案。此外，完整的套件，包括开发调试，都大大加速了在应用中集成机器人的过程。P4  delta3机器人使用全不锈钢结构，专为抓取应用而设计。软件集成了最常见的方案设计软件接口。P 4 也可以选择一个旋转轴附件（P 4 s -R ）。P 4 机械臂可以由常规的伺服驱动器和电机的系统进行控制（P 4 s - F 或P 4 s - R ），也可以由一体式化伺服电机进行驱动（P 4 i - F 或P 4 i -R ）。由于采用了防护等级为I P 6 5可冲洗结构，P 4 s - F 和P 4 s - R 也适用于卫生要求严苛的环境。P4还可以应用于满足获ISO 14644-1认证的等级6无尘室中。