柯马机器人堆垛位置调整的实现

王文堂　杨建昌　王海东

（河南安彩高科股份有限公司，河南　安阳　455000）

柯马机器人堆垛位置调整的实现

王文堂杨建昌王海东

（河南安彩高科股份有限公司，河南安阳455000）

在太阳能超白玻璃的生产过程中，冷端工序尤为重要。我公司光伏二期冷端采用了意大利BOTTERO公司专业的玻璃生产设备和德国SIEMENS公司的PLC，以及ISRA自动检验和COMAU机器人等先进设备，可以满足客户多规格、大批量的需求。本文介绍了当今世界发展光伏产业的重要性、太阳能超白玻璃的制作工艺和冷端设备的基本结构；分析了机器人自动堆垛系统的工作原理；论述了堆垛位置调整的方法及步骤。

机器人；自动堆垛；定位；调整；位置

世界常规能源供应短缺危机日益严重，化石能源的大量开发利用已成为造成自然环境污染和人类生存环境恶化的主要原因之一，寻找新兴能源已成为世界热点问题。在各种新能源中，太阳能光伏发电具有无污染、可持续、总量大、应用形式多样等优点，受到世界各国的高度重视。

我公司生产的太阳能超白玻璃具有高太阳能透过率、低吸收率、低反射率、低含铁量、高机械强度和高平整度等优点，是理想的太阳能光电和光热转换系统封装材料，能极大地提高光电和光热转换效率。

冷端工序是太阳能超白玻璃生产的重要部分。

1　冷端设备的基本结构

冷端设备的组成大体分为控制系统、缺陷检验系统、优化切割系统、主线传送带系统、机器人堆垛系统、现场人机界面和辅助功能系统。

冷端设备由意大利保特罗（BOTTERO）公司成套提供，控制系统采用德国西门子（SIEMENS）公司的PLC，选用的CPU为S7-300系列的315-2 PN/DP，其具有中等规模的程序存储容量和框架结构，对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力，不仅集成了PROFINETmPI/PROFIBUS DP-主/从接口，还集成了以太网接口。

冷端工艺划分为原片切割和原片堆垛两个工序。

2　机器人自动堆垛系统

2.1自动堆垛系统的基本结构

自动堆垛控制系统包括：柯马（COMAU）机器人本体及控制系统柜 、吸盘架子及真空反吹气路控制部分、玻璃板边缘测量机构、远程操作面板、玻璃架子（RACK 502和RACK 503）、安全门等。

目前，光伏二期使用的机器人是柯马公司的第五代机器人，机器人系统由两部分组成：本体和控制柜。机器人型号为SMART 5 NJ4 220，6轴，最大负载为220kg。机器人使用的是贝加莱的伺服控制系统，内部采用POWER-LINK、CAN-BUS以及以太网总线，通过PROFIBUS与PLC进行通讯。

控制柜型号为C5G-ACC3。

使用有线连接的示教器，型号为C5G-ITP。

2.2自动堆垛系统的工作原理

玻璃板堆垛的目的地是在生产订单中设定的，一个品种可以有多个目的地，有主从之分，但是一个目的地只能堆放一种产品。根据生产需要，可以设定4个目的地：M502、M503、人工1、人工2。在生产过程中，当玻璃在M319或M322定位以后，由编码器测得其尺寸数据，然后由PLC将数据传递给机器人控制系统，从而控制机器人准确地完成抓取、堆放等任务。为方便生产，在远程操作面板上可以设定玻璃板堆放的包数、片数以及堆垛架子的类型（1和2）。

3　机器人堆垛位置调整的实现

机器人堆垛位置的调整分为上下高度的调整和前后松紧的调整，无论是哪个方向的调整，都是通过第一片玻璃的位置来影响以后放片的位置。

在调整机器人堆垛位置前，首先将示教器钥匙选择开关打到T1编程模式，在PROG界面中选择进入相应的程序中，把光标移动到对应的行后按下ENTER键，等该行程序变成黄色后，移动左右方向键到需要修改的地方进行修改。

下面分别说明调整两个方向的位置时修改程序的方法。

3.1高度调整

M502架子对应的第一片玻璃的程序为first glass_Ar（1、4线）和first glass_Al（2、3线）；M503架子对应的第一片玻璃的程序为first glass_Al（1、4线）和first glass_Ar（2、3线）。以原片3号线的M502架子为例，调整高度即调整垂直方向（也即X方向）数值的大小，正方向是降低，负方向是升高。注意，程序中数值前面已经加了“-”号，就不用再考虑正负，只需修改数值即可。此外，绕X方向的旋转符合右手定则，大拇指指向X的正方向（向下），手指的方向就是旋转的正方向，数值前的符号表明旋转的方向。

3.2松紧度调整

下面仍以原片3号线的M502架子为例来说明，调整松紧度即调整前后方向（也即Z方向）数值的大小，机器人前进方向为+，后退方向为-。如果需要往松的方向调整，可以把后退的值改大，或者把前进的值改小；如果需要往紧的方向调整，反过来修改即可。注意：为保持生产稳定，调整时修改数值不要太大，并记录下原来的数值。

以上两种位置的修改完成之后，按下示教器上的ENTER键进行确认，然后保存，接着退出该程序，回到PROG界面，打开MAIN程序并且复位，将钥匙选择开关打到REMOTE模式即可开机。

4　结论

通过修改第一片产品的堆垛程序，成功地调整了自动堆垛系统，使其堆垛时能够准确到达预定位置，满足了实际生产要求，并且验证了切换订单时，柯马机器人能够确保产品堆垛的稳定性和可靠性，具有重要的实际意义。从我国未来社会经济发展战略路径看，发展太阳能光伏产业是我国保障能源供应、建设低碳社会、推动经济结构调整、培育战略性新兴产业的重要方向。

［1］郭连贵，周青，张洪涛.太阳能光伏学［M］.北京：化学工业出版社，2012.

［2］王东.太阳能光伏发电技术与系统集成［M］.北京：化学工业出版社，2011.

［3］阿炜.汽车制造业的高性能、智能型解决方案——柯马机器人系统简介［J］.汽车与配件，2006（29）：56-59.

王文堂，（1982.7-），男，本科，电气工程师，电气设备的维护、维修及应用。

TP242

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1003-5168（2015）-12-0019-1