柯馬機器人堆垛位置調(diào)整的實現(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　455000）

柯馬機器人堆垛位置調(diào)整的實現(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455000）

在太陽能超白玻璃的生產(chǎn)過程中，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)設備和德國SIEMENS公司的PLC，以及ISRA自動檢驗和COMAU機器人等先進設備，可以滿足客戶多規(guī)格、大批量的需求。本文介紹了當今世界發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的重要性、太陽能超白玻璃的制作工藝和冷端設備的基本結(jié)構(gòu)；分析了機器人自動堆垛系統(tǒng)的工作原理；論述了堆垛位置調(diào)整的方法及步驟。

機器人；自動堆垛；定位；調(diào)整；位置

世界常規(guī)能源供應短缺危機日益嚴重，化石能源的大量開發(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問題。在各種新能源中，太陽能光伏發(fā)電具有無污染、可持續(xù)、總量大、應用形式多樣等優(yōu)點，受到世界各國的高度重視。

我公司生產(chǎn)的太陽能超白玻璃具有高太陽能透過率、低吸收率、低反射率、低含鐵量、高機械強度和高平整度等優(yōu)點，是理想的太陽能光電和光熱轉(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。

冷端工序是太陽能超白玻璃生產(chǎn)的重要部分。

1　冷端設備的基本結(jié)構(gòu)

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

冷端設備由意大利保特羅（BOTTERO）公司成套提供，控制系統(tǒng)采用德國西門子（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)模的程序存儲容量和框架結(jié)構(gòu)，對二進制和浮點數(shù)運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工序。

2　機器人自動堆垛系統(tǒng)

2.1自動堆垛系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

自動堆垛控制系統(tǒng)包括：柯馬（COMAU）機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、玻璃板邊緣測量機構(gòu)、遠程操作面板、玻璃架子（RACK 502和RACK 503）、安全門等。

目前，光伏二期使用的機器人是柯馬公司的第五代機器人，機器人系統(tǒng)由兩部分組成：本體和控制柜。機器人型號為SMART 5 NJ4 220，6軸，最大負載為220kg。機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PROFIBUS與PLC進行通訊。

控制柜型號為C5G-ACC3。

使用有線連接的示教器，型號為C5G-ITP。

2.2自動堆垛系統(tǒng)的工作原理

玻璃板堆垛的目的地是在生產(chǎn)訂單中設定的，一個品種可以有多個目的地，有主從之分，但是一個目的地只能堆放一種產(chǎn)品。根據(jù)生產(chǎn)需要，可以設定4個目的地：M502、M503、人工1、人工2。在生產(chǎn)過程中，當玻璃在M319或M322定位以后，由編碼器測得其尺寸數(shù)據(jù)，然后由PLC將數(shù)據(jù)傳遞給機器人控制系統(tǒng)，從而控制機器人準確地完成抓取、堆放等任務。為方便生產(chǎn)，在遠程操作面板上可以設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　機器人堆垛位置調(diào)整的實現(xiàn)

機器人堆垛位置的調(diào)整分為上下高度的調(diào)整和前后松緊的調(diào)整，無論是哪個方向的調(diào)整，都是通過第一片玻璃的位置來影響以后放片的位置。

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

下面分別說明調(diào)整兩個方向的位置時修改程序的方法。

3.1高度調(diào)整

M502架子對應的第一片玻璃的程序為first glass_Ar（1、4線）和first glass_Al（2、3線）；M503架子對應的第一片玻璃的程序為first glass_Al（1、4線）和first glass_Ar（2、3線）。以原片3號線的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，負方向是升高。注意，程序中數(shù)值前面已經(jīng)加了“-”號，就不用再考慮正負，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)值前的符號表明旋轉(zhuǎn)的方向。

3.2松緊度調(diào)整

下面仍以原片3號線的M502架子為例來說明，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，機器人前進方向為+，后退方向為-。如果需要往松的方向調(diào)整，可以把后退的值改大，或者把前進的值改小；如果需要往緊的方向調(diào)整，反過來修改即可。注意：為保持生產(chǎn)穩(wěn)定，調(diào)整時修改數(shù)值不要太大，并記錄下原來的數(shù)值。

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

4　結(jié)論

通過修改第一片產(chǎn)品的堆垛程序，成功地調(diào)整了自動堆垛系統(tǒng)，使其堆垛時能夠準確到達預定位置，滿足了實際生產(chǎn)要求，并且驗證了切換訂單時，柯馬機器人能夠確保產(chǎn)品堆垛的穩(wěn)定性和可靠性，具有重要的實際意義。從我國未來社會經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略路徑看，發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)是我國保障能源供應、建設低碳社會、推動經(jīng)濟結(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.太陽能光伏學［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2012.

［2］王東.太陽能光伏發(fā)電技術(shù)與系統(tǒng)集成［M］.北京：化學工業(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——柯馬機器人系統(tǒng)簡介［J］.汽車與配件，2006（29）：56-59.

王文堂，（1982.7-），男，本科，電氣工程師，電氣設備的維護、維修及應用。

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1003-5168（2015）-12-0019-1