摘  要

本次论文的主要内容是基于ABB机器人双通道码垛系统设计及应用进行了研究，通过阐述了ABB机器人双通道码垛系统的设计方案，通过 RobotStudio仿真软件将三维模型导入仿真环境，建立虚拟码垛工作站并对码垛过程进行了离线编程。对双通道码垛系统设计进行仿真，验证机器人码垛的工作站设置及路径规划的合理性与可行性，为生产现场的实际应用提供了理论依据。同时指出了存在的不足之处，并对未来的研究方向进行了展望。

关键词 ABB机器人；双通道码垛系统；RobotStudio仿真；

Abstract

The main content of this paper is based on ABB robot double channel  palletizing system design and application research, through the description of ABB robot double channel palletizing system design scheme, through the RobotStudio simulation software The 3D model is introduced into the simulation environment, the virtual palletizing workstation is established and the palletizing process is programmed offline. The design of two-channel palletizing system is simulated to verify the rationality and feasibility of workstation setup and path planning of robot palletizing, which provides a theoretical basis for practical application in production site. At the same time, the shortcomings are pointed out, and the future research direction is prospected. 

Keywords ABB robot；Double channel palletizing system；RobotStudio simulation 

目 录

摘  要 

Abstract 

第1章 绪论 

1.1 选题的背景和意义 

1.2 机器人国内外研究现状 

1.3 主要设计内容 

第2章 系统方案设计 

2.1 系统功能原理 

2.2 系统功能描述 

2.3 系统布局图设计 

第3章 系统硬软件设计 

3.1 工业机器人系统 

3.2 变频器驱动系统 

3.3 PLC和工业机器人I/O配置 

3.4 机器人程序设计 

3.5 机器人运动设计 

第4章 双通道自动化码垛仿真设计 

4.1 机器人的选型 

4.2 码垛工作站的仿真创建 

4.3 系统调试运行 

第5章 结论 

致谢 

参考文献 

第1章 绪论

1.1 选题的背景和意义

随着现代工业的飞速发展，关于工业4.0的讨论也是愈演愈烈，工业机器人也开始慢慢的走进了日常生活中，它的应用范围很广泛，比如服务业，重工业，生物产业等等。将工业机器人应用到工业领域，可以让工业机器人取代人类，有效地进行各种工序，并且可以达到和人类一样的水平，并且可以做到很多人类所不能做到的事情，大大提升了人类的工作效率。引进工业机器人，可以提高人们的工作质量，减少危险的工作，让工业机器人来完成，减少危险的几率，让人类的工作变得更加的人性化。随着工业机器人的技术的持续发展，它在各个领域都起到了无可取代的作用，能够实现智能无人化的生产管理工作。当今的企业在改革中寻求新的道路，完成了从纯人工到半自动化，再从半自动化到全自动化的一个发展进程。而这种使用工业机器人的方式，就是为了满足这种需要，既能为公司带来更大的利益，又能为公司带来更大的利益。

目前，四轴、六轴工业机器人在工业机器人上的应用较为广泛，这是由于四轴，六轴工业机器人具有更多的自由度，更具有灵活性，因此在工业领域中的运用也更加便利，常见的有用于焊接的机器人、用于打磨的机器人、用于搬运的机器人等。码垛是一项非常繁重的体力工作，而且对精确性有很高的需求，随着码垛机器人的使用，工人们的工作效率有了很大的提高，许多食品公司都开始使用码垛机器人来替代人工进行码垛，从而在降低生产成本的前提下，还能极大地改善产品的品质，取得很好的经济效益和社会效益。将四自由度机械臂与已有的堆垛工艺相结合，是未来高精度自动控制的发展趋势。    

1.2 机器人国内外研究现状

随着自动化生产的逐渐普及，工业机器人工作站应用于制造领域越来越广泛。工业机器人工作站既能够高效、稳定的进行焊接，堆垛，同时也能够保护工作人员的人身安全。如今，自动控制已成了一个大趋势，而机器人又是自动控制装备中不可或缺的一部分，而随着四轴机器人的需求量与日增，其在堆垛方面的运用也越来越广泛。伴随着工业机器人技术的进步，工业机器人在各种领域的实际应用中，也能够达到相对较低的精度，并且能够达到较好的完成效果。如此一来，就可以省去大量的人工劳动，从而提升工作效率，减少无人操作，降低风险。在汽车工业、五金加工工业、食品工业、电子工业等行业中，其应用越来越多。目前世界上最先进的六自由度运动控制系统都需要借助人工智能技术来完成。六坐标机械臂的智能化范围很广，其中包含了实现智能焊接、应用程序喷涂、使用自动化搬运、自动组装等诸多功能，其工作具有一个共同的特征：迅速、精确、高效、持续。六轴机器人的应用具有一系列的优点，不仅能够确保产品的质量，提高在日常加工生产中的工作效率，而且能够将设计费用相应的降低，从而减少由于人为操作而造成的不良品的可能性。它能够独立地进行各种工作，尤其是在面临高危险的工作时，表现得尤其出色，相对于常规的自动化流程，它要走在前面。

随着欧美等发达国家的技术进步，工业机器人的制造水平也在逐渐提高，这也是为什么国家一直在大力推动工业转型的原因，尤其是对工业机器人的投入，更是让工业机器人的需求得到了极大的满足。但和欧美等国家相比，中国的机器人技术和技术水平还是差了不少，这也是限制了这个行业发展的主要因素。因此，国家将机器人技术列入了《中国制造2025计划》，希望中国的机器人技术，可以在全球范围内大放异彩。通过查阅有关信息，发现在国际机器人研讨会议上，国际联盟的主席曾表示，到2015年，每年的工业机器人需求量将会不断地上升，仅在2014年，每年的增幅就已经达到了2300万，而且还在以两位数的速度稳步上升。从有关报道可以得知，亚洲的机械人应用非常普遍，高达五成六，为全球第一。但是，因为它的应用密度很低，所以它的开发和应用潜力很大。截至目前，全国在各自治区、沿海省、直辖市等地，已经建成了数百家机器人工厂，实现了自主研发。

1.3 主要设计内容 

本设计所采用的ABB机器人、三菱FR-D720S变频器金属物料检测传感器、夹取位置传感器、西门子PLC气动元件和触摸屏等多个模块，构成了一套完整的物料处理系统。该系统通过机器人的高度灵活性和精准控制，能够对不同种类的物料进行准确的检测和分类，并将其夹取至相应的物料槽口。

ABB机器人作为本系统的核心部件，具有高度灵活性和精准控制能力。它能够根据预设的程序，根据物料的特征和要求，自动执行夹取、识别和分类的任务。由于机器人的可编程性和高速运动控制能力，它能够在短时间内完成大量物料的处理工作，大大提高了物料处理的效率。

三菱FR-D720S变频器金属物料检测传感器是本系统的重要组成部分。该传感器能够准确检测物料中的金属杂质，以及其他不符合要求的物料。一旦检测到这些异常物料，传感器会向机器人发送信号，机器人会相应调整夹取位置和动作，以确保只有符合要求的物料被夹取并放置到相应的物料槽口。

夹取位置传感器是本系统中另一个重要的模块。该传感器能够实时监测机器人夹取物料的位置和角度。通过与机器人控制系统的实时数据交互，夹取位置传感器能够对夹取的物料位置进行准确的检测和调整，以确保物料被夹取到正确的位置，并放置到相应的物料槽口。

本系统中还使用了西门子PLC气动元件和触摸屏等模块，用于控制和监测整个物料处理系统的运行。PLC气动元件能够实现对机器人的控制和调节，确保其稳定和可靠地完成夹取和处理任务。触摸屏则提供了人机交互界面，操作人员可以通过触摸屏对系统进行设置、监测和控制，方便系统的操作和管理。