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· 智能控制技术 · 张双权 秦现生 曲 彦 等 硬盘测试多机器人协同系统研究 51 硬盘测试多机器人协同系统研究 张双权，秦现生，曲 彦，张丰尧 (西北工业大学 机电学院，陕西 西安 710072) 摘要：针对当前硬盘测试工艺中自动化程度低、生产效率低、检测设备不易维护等问题，采用多智 能体协同技术对硬盘测试工艺进行了自动化改造，分析了硬盘测试过程 中多机器人协同原理，介 绍了基于Profibus—DP的硬盘测试多机器人控制系统及控制软件 ，设计并实现了一种用于硬盘 测试的Profibus—DP多机器人协同控制系统。研究结果表明，采用Profibus—DP多机器人协同 技术极大地提高了硬盘测试的生产效率。 关键词：多机器A．；Profibus—DP；硬盘测试 ；PLC 中图分类号：1P’278 文献标识码 ：A 文章编号：1672—1616(2010)13—0051一O4 在硬盘生产行业中，每一个硬盘在出厂之前，都 每个硬盘测试柜可同时测试 120个硬盘，单个硬盘 需要对其进行性能检测，其中主要包括：硬盘转速、 测试柜可24h持续工作。待测试的硬盘有多种系 温度、程序验证等测试内容。目前其性能测试设备 列，每种系列又有多种产品，而每个产品的测试时 已经比较完善。随着硬盘市场的需求 日益增加，硬 间不一。该车间现有450余人从事硬盘测试期间 盘种类也随之增多，各种硬盘测试时间不一，同时又 的硬盘更换、分拣、管理等工作。根据调研统计，该 带有一定的随机性。虽然硬盘测试的专用设备已经 车间日平均硬盘测试效率只有 35％左右。为了提 很完善，但在一个硬盘测试车间里，其 日测试量超过 高硬盘测试效率，大力减少人工劳动参与，要求对 5万件，整体数量庞大，待测硬盘的送入和已测硬盘 硬盘测试车间进行 自动化改造，主要包括硬盘 自动 的输出，以及已测硬盘的分类等基本靠人工来完成， 更换系统、硬盘的自动输送系统以及硬盘的自动分 因此车间里无效工作时间太多，从而导致硬盘测试 拣系统。自动化生产线可满足不同系列多种产品 效率只能达到最大产能35％左右。 的测试要求，解决同种产品测试时出现的随机性时 由于任务的复杂性，在实现工厂 自动化过程 间的差异问题。 中，单个机器人会因为 自身有限的能力而无法完成 1．2 多机器人 系统结构及功能 全部的工作，在这种情况下，多个机器人可以通过 根据项 目的具体要求，多机器人协同方案如 相互之间的协调共同完成任务。另一方面，通过多 下：测试柜采取双层，对称布置。整套多机器人系 机器人间的协调，可以提高机器人系统的作业效 统分为4个子单元系统，每个子单元由11组硬盘 率。在多机器人系统的研究中，多移动机器人系统 自动更换机器人、1套硬盘传送系统和 1套硬盘分 的协调控制始终是一个热点主题，也是该领域中一 拣系统组成。 个基础性的研究方向 【ll。 硬盘更换机器人用来实现硬盘在测试柜 中更 本文针对硬盘测试车间自动化改造项 目的实 换和硬盘在传送带上的抓放等 (如图1所示)。单 际要求，分析了硬盘测试行业的现状及存在问题， 个硬盘更换机器人有 5个 自由度 (如图 1(a)所 研究了工业现场的多机器人协同系统控制原理及 示)，主要部件包括：检测仪、吸盘、推杆 1、夹紧装 软件构架，通过Profibus—DP技术实现了对硬盘 置、推杆2、进给装置、旋转装置以及 定位系统 测试多机器人系统的协同控制 。