柯馬機(jī)器人堆垛位置調(diào)整的實(shí)現(xiàn)

王文堂　楊建昌　王海東

（河南安彩高科股份有限公司，河南　安陽(yáng)　455000）

柯馬機(jī)器人堆垛位置調(diào)整的實(shí)現(xiàn)

王文堂楊建昌王海東

（河南安彩高科股份有限公司，河南安陽(yáng)455000）

在太陽(yáng)能超白玻璃的生產(chǎn)過(guò)程中，冷端工序尤為重要。我公司光伏二期冷端采用了意大利BOTTERO公司專業(yè)的玻璃生產(chǎn)設(shè)備和德國(guó)SIEMENS公司的PLC，以及ISRA自動(dòng)檢驗(yàn)和COMAU機(jī)器人等先進(jìn)設(shè)備，可以滿足客戶多規(guī)格、大批量的需求。本文介紹了當(dāng)今世界發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的重要性、太陽(yáng)能超白玻璃的制作工藝和冷端設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)；分析了機(jī)器人自動(dòng)堆垛系統(tǒng)的工作原理；論述了堆垛位置調(diào)整的方法及步驟。

機(jī)器人；自動(dòng)堆垛；定位；調(diào)整；位置

世界常規(guī)能源供應(yīng)短缺危機(jī)日益嚴(yán)重，化石能源的大量開(kāi)發(fā)利用已成為造成自然環(huán)境污染和人類生存環(huán)境惡化的主要原因之一，尋找新興能源已成為世界熱點(diǎn)問(wèn)題。在各種新能源中，太陽(yáng)能光伏發(fā)電具有無(wú)污染、可持續(xù)、總量大、應(yīng)用形式多樣等優(yōu)點(diǎn)，受到世界各國(guó)的高度重視。

我公司生產(chǎn)的太陽(yáng)能超白玻璃具有高太陽(yáng)能透過(guò)率、低吸收率、低反射率、低含鐵量、高機(jī)械強(qiáng)度和高平整度等優(yōu)點(diǎn)，是理想的太陽(yáng)能光電和光熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)封裝材料，能極大地提高光電和光熱轉(zhuǎn)換效率。

冷端工序是太陽(yáng)能超白玻璃生產(chǎn)的重要部分。

1　冷端設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)

冷端設(shè)備的組成大體分為控制系統(tǒng)、缺陷檢驗(yàn)系統(tǒng)、優(yōu)化切割系統(tǒng)、主線傳送帶系統(tǒng)、機(jī)器人堆垛系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)人機(jī)界面和輔助功能系統(tǒng)。

冷端設(shè)備由意大利保特羅（BOTTERO）公司成套提供，控制系統(tǒng)采用德國(guó)西門子（SIEMENS）公司的PLC，選用的CPU為S7-300系列的315-2 PN/DP，其具有中等規(guī)模的程序存儲(chǔ)容量和框架結(jié)構(gòu)，對(duì)二進(jìn)制和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算具有較高的處理能力，不僅集成了PROFINETmPI/PROFIBUS DP-主/從接口，還集成了以太網(wǎng)接口。

冷端工藝劃分為原片切割和原片堆垛兩個(gè)工序。

2　機(jī)器人自動(dòng)堆垛系統(tǒng)

2.1自動(dòng)堆垛系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

自動(dòng)堆垛控制系統(tǒng)包括：柯馬（COMAU）機(jī)器人本體及控制系統(tǒng)柜 、吸盤架子及真空反吹氣路控制部分、玻璃板邊緣測(cè)量機(jī)構(gòu)、遠(yuǎn)程操作面板、玻璃架子（RACK 502和RACK 503）、安全門等。

目前，光伏二期使用的機(jī)器人是柯馬公司的第五代機(jī)器人，機(jī)器人系統(tǒng)由兩部分組成：本體和控制柜。機(jī)器人型號(hào)為SMART 5 NJ4 220，6軸，最大負(fù)載為220kg。機(jī)器人使用的是貝加萊的伺服控制系統(tǒng)，內(nèi)部采用POWER-LINK、CAN-BUS以及以太網(wǎng)總線，通過(guò)PROFIBUS與PLC進(jìn)行通訊。

控制柜型號(hào)為C5G-ACC3。

使用有線連接的示教器，型號(hào)為C5G-ITP。

2.2自動(dòng)堆垛系統(tǒng)的工作原理

玻璃板堆垛的目的地是在生產(chǎn)訂單中設(shè)定的，一個(gè)品種可以有多個(gè)目的地，有主從之分，但是一個(gè)目的地只能堆放一種產(chǎn)品。根據(jù)生產(chǎn)需要，可以設(shè)定4個(gè)目的地：M502、M503、人工1、人工2。在生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)玻璃在M319或M322定位以后，由編碼器測(cè)得其尺寸數(shù)據(jù)，然后由PLC將數(shù)據(jù)傳遞給機(jī)器人控制系統(tǒng)，從而控制機(jī)器人準(zhǔn)確地完成抓取、堆放等任務(wù)。為方便生產(chǎn)，在遠(yuǎn)程操作面板上可以設(shè)定玻璃板堆放的包數(shù)、片數(shù)以及堆垛架子的類型（1和2）。

3　機(jī)器人堆垛位置調(diào)整的實(shí)現(xiàn)

機(jī)器人堆垛位置的調(diào)整分為上下高度的調(diào)整和前后松緊的調(diào)整，無(wú)論是哪個(gè)方向的調(diào)整，都是通過(guò)第一片玻璃的位置來(lái)影響以后放片的位置。

在調(diào)整機(jī)器人堆垛位置前，首先將示教器鑰匙選擇開(kāi)關(guān)打到T1編程模式，在PROG界面中選擇進(jìn)入相應(yīng)的程序中，把光標(biāo)移動(dòng)到對(duì)應(yīng)的行后按下ENTER鍵，等該行程序變成黃色后，移動(dòng)左右方向鍵到需要修改的地方進(jìn)行修改。

下面分別說(shuō)明調(diào)整兩個(gè)方向的位置時(shí)修改程序的方法。

3.1高度調(diào)整

M502架子對(duì)應(yīng)的第一片玻璃的程序?yàn)閒irst glass_Ar（1、4線）和first glass_Al（2、3線）；M503架子對(duì)應(yīng)的第一片玻璃的程序?yàn)閒irst glass_Al（1、4線）和first glass_Ar（2、3線）。以原片3號(hào)線的M502架子為例，調(diào)整高度即調(diào)整垂直方向（也即X方向）數(shù)值的大小，正方向是降低，負(fù)方向是升高。注意，程序中數(shù)值前面已經(jīng)加了“-”號(hào)，就不用再考慮正負(fù)，只需修改數(shù)值即可。此外，繞X方向的旋轉(zhuǎn)符合右手定則，大拇指指向X的正方向（向下），手指的方向就是旋轉(zhuǎn)的正方向，數(shù)值前的符號(hào)表明旋轉(zhuǎn)的方向。

3.2松緊度調(diào)整

下面仍以原片3號(hào)線的M502架子為例來(lái)說(shuō)明，調(diào)整松緊度即調(diào)整前后方向（也即Z方向）數(shù)值的大小，機(jī)器人前進(jìn)方向?yàn)?，后退方向?yàn)?。如果需要往松的方向調(diào)整，可以把后退的值改大，或者把前進(jìn)的值改小；如果需要往緊的方向調(diào)整，反過(guò)來(lái)修改即可。注意：為保持生產(chǎn)穩(wěn)定，調(diào)整時(shí)修改數(shù)值不要太大，并記錄下原來(lái)的數(shù)值。

以上兩種位置的修改完成之后，按下示教器上的ENTER鍵進(jìn)行確認(rèn)，然后保存，接著退出該程序，回到PROG界面，打開(kāi)MAIN程序并且復(fù)位，將鑰匙選擇開(kāi)關(guān)打到REMOTE模式即可開(kāi)機(jī)。

4　結(jié)論

通過(guò)修改第一片產(chǎn)品的堆垛程序，成功地調(diào)整了自動(dòng)堆垛系統(tǒng)，使其堆垛時(shí)能夠準(zhǔn)確到達(dá)預(yù)定位置，滿足了實(shí)際生產(chǎn)要求，并且驗(yàn)證了切換訂單時(shí)，柯馬機(jī)器人能夠確保產(chǎn)品堆垛的穩(wěn)定性和可靠性，具有重要的實(shí)際意義。從我國(guó)未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略路徑看，發(fā)展太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)是我國(guó)保障能源供應(yīng)、建設(shè)低碳社會(huì)、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要方向。

［1］郭連貴，周青，張洪濤.太陽(yáng)能光伏學(xué)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

［2］王東.太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)與系統(tǒng)集成［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

［3］阿煒.汽車制造業(yè)的高性能、智能型解決方案——柯馬機(jī)器人系統(tǒng)簡(jiǎn)介［J］.汽車與配件，2006（29）：56-59.

王文堂，（1982.7-），男，本科，電氣工程師，電氣設(shè)備的維護(hù)、維修及應(yīng)用。

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1003-5168（2015）-12-0019-1