MOTEC:机器人在玻璃行业的应用

0 引言

近些年机器人自动化生产线已经不断涌现，机器人自动化生产线的市场也会越来越大，并且逐渐成为自动化生产线的主要方式。由于玻璃面积比较大而且易碎，如果使用人搬运不仅费时间还会造成产品的损坏。MOTEC旗下的专业工程技术队伍，很好的把motec（中国）的全系列产品应用在各个领域，突出motec(中国)展现了自动化行业产品全面的优势。本文主要介绍motec(中国)旗下CNC系统 Control-mind 和MOTEC机器人 在玻璃搬运中的使用。

1 系统结构
1.1技术要求
最大玻璃宽度：3300*2400mm；
最小玻璃规格：2000*1500mm；
玻璃厚度:2~12mm；
玻璃正常速度：20~60m/min；
辊道高度：925±50mm；
辊道宽度：4200mm；
循环时间：大中片 10~12秒，小片 8~10秒；
堆垛精度：±2mm；
最大抓取重量：单片240kg。
1.2 设备运行图片

2 控制及动作过程
2.1控制解析

主控：
   是一组机器人的指挥中心，机器人工作组任务统筹分配，指挥机器人工作组的协同工作。
根据生产线订单等信息以及机器视觉检测的结果，按照设定的等级标准对玻璃进行分级，确定可以堆垛该等级与订单号玻璃的可选机器人与目标集装架范围，根据机器人目前状态、优先级要求，确定最终所堆放的集装上。根据以上信息及机器人位置信息计算需要抓取的距离、坐标位置。

分控：
   对单个机械手的独立控制，包括手的抓取、二次检测、走位、玻璃释放，垛位转台控制等

显示器或触摸屏：

    使用触摸屏和显示器作为人机操作界面，主要用于设备的启停，工艺参数、设备状态、报警等信息的设定/显示等等。具体内容如下：

1）生产设备的启停及单步运行操作

2）工艺参数设定与显示

3）设备报警/状态显示

2.2 轴的分配
此机器人目前暂使用一个机器人，共7各轴。5个运动轴(包括三个直线插补轴两个旋转/摆动轴),视觉检测部分有一个检测轴检测其长度，二次检测部分也有一个检测轴检测边缘位置。
3 Control-mind控制
3.1 主要功能
1). 在Windows下实时运行的控制软件，适用于铣、镗、雕铣、加工中心、关节机器人、工业多种自动化设备。
2). 识别国际标准DIN66025 G代码,不仅包含了常见的数控系统代码，还有样条曲线，螺旋线和渐开线插补等功能。
3). 控制轴数和通道数理论上没有限制，现系统为最多4通道32轴。
4). 采用脉冲或模拟量控制伺服，可以接收每路4M的编码器位置反馈信号，构成全闭环，进行纳米级控制。
5). 控制系统使用高级PID算法进行位置和速度控制，P、I、D可以独立设定，并可进行自动调整。
6). 控制系统可以进行反向间隙补偿，丝杠分段补偿，3D刀具补偿。
7). 控制系统具有RTCP功能，可实现最多5轴联动插补，最多6自由度机器人控制。并具备电子凸轮和通用软PLC等功能。
8). 能在Windows下以100μs的插补周期控制8个伺服轴的运动，能以微秒级捕捉到输入口信号。
9). 具有预读功能，实时预读段数为149段，运动指令间可平稳运行于过渡。每秒中可以执行10000个G代码或运动命令。还有离线程序间优化功能。
10). 有类似BASIC和C语言的MTASC高级运动控制语言，二次开发能力强，可适用各种专用自动化控制设备。
11). 自动测量旋转轴与直线轴之间的夹角，自动补偿，具有极坐标控制。
12). 可以读取AutoCAD生成的DXF文件。
13). 可以通过CANbus、Profibus、 USB、 EtherCAT等总线方式控制运动轴。
3.2 工作模式

自动模式:自动模式下，机器人接受来自机器人指挥系统的命令及相关玻璃的信息执行
玻璃堆垛过程。

单步模式: 单步模式下，机器人减速运行，每执行一步会停顿，等待人工确认再执行 一步。本功能可用于调试、首片玻璃对准及故障恢复。

应急盲抓模式: 当视觉检测及指挥系统故障时，启用应急盲抓功能可以临时应急抓取玻璃。

吸盘自动清理模式: 根据设置的时间长度，自动反吹吸盘，防止真空系统阻塞，并执行自检过程。

维护位模式: 维护位模式下，机器人将抓手移动到维护位置，便于抓手组件的检查与更换。

4  结束语

此应用使用了一些独特功能：

1）柔性吸取与释放玻璃：通过柔性吸盘及弹性缓冲结构抓取与释放玻璃，减少了玻璃的破损与擦伤，特别适合薄玻璃的抓取。

2）分级堆垛：根据生产线订单等信息以及机器视觉检测的结果对玻璃进行分级并堆垛到相应的集装架上。在产品输送过程中，工业机器人的抓手动态跟踪、同步飞行抓取产品，并将产品堆垛到指定的集装架上。抓手通过柔性吸盘及弹性缓冲结构在相对静止的状态下抓取与释放玻璃，减少了玻璃的破损与擦伤。

3）不停顿更换集装架：每套设备有2个转台，每个转台各有2个集装架，更换其中一个转台的集装架时，不影响机器人对另一转台集装架的堆垛

4）每个机器人单元都设有触摸屏，便于本机状态监控及就地操作。