Page 245 - 机械制造及其自动化

第六章 工业智能化机械的技术与应用

四、基于 PLC 与工业机器人的智能包装设计

工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方
向，在中国和其他国家许多领域都得到广泛的应用。

2014—2019年的5年时间里，全球机器人安装量增加近85%。2020年，新冠
疫情席卷全球，世界经济形势陷入低迷。中国由于控制疫情较为得当，率先摆
脱困境，成为全球唯一正增长的主要经济体，工业机器人产量增速也由负转正，

保持着上涨势头。2020年中国工业机器人产量为23.7万套，累计增长19.1%。中
国是全球第一大工业机器人应用市场。随着生产制造智能化改造升级，工业机器
人市场将持续旺盛。中国工业机器市场规模达巨大，从“中国制造”走向“中国
智造”。机器人技术发展势不可挡、大势所趋，已被列入“中国制造2025”十大

重点领域的第二位。工业机器人体积庞大，运动轨迹范围较大，调试起来较为复
杂，因此在应用工业机器人的前期通常借助于机器人专业仿真软件。在软件环境
中模拟生产线运行过程，并进行调试，可有效降低生产成本、安全风险等。ABB

工业机器人是由瑞典ABB公司生产，同时他们还开发了RobotStudio计算机仿真
软件，该软件功能巨大，可以在线仿真编程示教功能，还有CAD模型导入、动
态仿真和碰撞检测等功能。软件中的参数跟环境跟真实机器人都相同，以及仿真
示教器、控制器以及IO信号模块以及指令都同真实机器人一样。因此，可以在仿

真软件中编写以及调试程序，就可以模拟真实环境，将程序调试好后导入真实工
业机器人中只需要校正真实环境中的轨迹点就可以正常应用。
（一）智能包装系统设计
智能包装自动化生产线中由上料单元、加盖拧紧单元、智能分拣单元、工业机

器人搬运单元和智能仓储单元5个工作单元组成，实现空瓶上料、颗粒物料上料、物
料分拣、颗粒填装、加盖、拧盖、物料检测、瓶盖检测、产品分拣、机器人搬运合
格产品入盒、盒盖包装、贴标及入库等自动生产全过程。这部分内容针对工业机器
人搬运单元研究机器人工作布局、运动轨迹、离线编程实现控制要求，完成盒盖包

装以及贴签工作。这部分内容采用ABB IRB120机器人，ABB推出一款迄今最小的多
用途工业机器人，紧凑、敏捷、轻量的六轴IRB120，仅重25kg，荷重3kg，工作范围
达580mm。紧凑的机型结合轻量化使IRB120具有卓越的经济性与可靠性，具有低投

资、高产出的优势。这部分内容通过机器人与PLC之间的连接实现智能控制过程，
并通过人机界面MCGS实现触摸屏上位机监视与控制。

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