包装线码垛吊具电路控制系统设计

何非，张敏，黄川，李东波

(南京理工大学 机械工程学院，江苏 南京210094)

    研究并完成了某包装线码垛吊具控制系统设计，控制系统包括硬件设计和软件设计。硬件设计分为核心模块设计、开关信号采集电路设计和执行元件驱动电路设计；软件设计结合码垛吊具工作过程，采用C语言编程，通过单片机实现时序控制，满足高速包装线码垛需求。  码垛就是按照集成单元化的思想，将单一的物件按照一定的模式和方法，一件件地堆码成垛，以便使单元化的物垛实现物料搬运、存储、装卸、运输等活动［1］。随着包装线技术的发展，传统的码垛技术如人工码垛、半自动码垛已经无法适应高速生产线的码垛需求，并逐渐被全自动码垛吊具所取代。机器人码垛吊具正逐步占有越来越大的市场份额。

    机器人码垛吊具主要分为机械实行部分和电路控制部分，本文针对某包装线码垛吊具设计电路控制系统，使之能够满足现代化包装线的码垛需求。

1包装线码垛吊具控制要求

1.1包装线码垛吊具结构

    近年来，为了迎合高速包装生产线的发展需求，吊具结构以适应包装线产品的码垛方式、排列方式和低质量为设计准则，各种方案层出不穷［2］。本文所设计的电路控制系统所应用的码垛吊具，其结构如图1所示。吊具主要工作过程为当产品被推送到指定位置后两侧气缸夹紧，压板电机启动，带动压板夹紧，吊具移动到码垛位置后，主轴电机启动，带动卷帘滚子两侧分开，产品下落到指定位置后，气缸、压板和卷帘滚子回到初始位置。

1.2包装线码垛吊具控制要求

    根据图1所示的包装线码垛吊具和其工作过程，控制系统的控制执行元件分为主轴电机、压板电机和侧夹紧气缸。在多数包装生产线中，为了节省生产空间，包装运输线和码垛时候的实垛运输线是两条运行方向相反的平行线，码垛机器人将码垛层旋转90°，从实垛线转移到运输线垛架之上。其工作示意图如图2所示。综合吊具结构和码垛运输方式，吊具控制时序为：码垛过程，码垛产品到达指定位置→压板箱电机夹紧→侧夹紧气缸夹紧→码垛机器人码垛。

    卸垛过程，码垛机器人到达指定位置→主轴电机打开卷帘→侧夹紧气缸松开→压板箱电机松开→主轴电机关闭卷帘。

2包装线码垛吊具控制系统硬件设计

    控制系统设计主要包含硬件设计和软件设计两部分，硬件设计分为核心模块、控制执行模块、信号采集模块和信号转换隔离模块。软件设计主要......

作者简介：何非（1982—），男，江苏靖江人，南京理工大学讲师，博士，主要研究方向为智能制造、机械设计优化。
（文章来源《机械设计与制造工程》如需详细资料请联系江苏机械门户网025-83726289）