机器人售货员智能售货控制系统的设计

 2023-01-14 12:01

论文总字数:13713字

摘 要

售货机器人如今已是一种普遍的工具,遍布于各个场所,它通过实现无人化管理来达到售货的目的,既占地面积小,节省经营成本,无人值守,给我们的生活带来了很大的方便。零售网点多,购物更便捷,更安全。在此次的毕业设计中,设计对象是一款常见的饮料产品售货机器人,实现售货机器人投币比较、出货、找零全部自动化,方便购物。

这种自动化售货机是通过西门子的可编程控制器来进行控制的,此次设计会对售货机器人控制上所需要的I/O点的分配、以及外部接线图、程序梯形图做详细的介绍。并且会展示PLC程序的仿真,最后是机械结构部分的呈现,使该售货机器人达到使用标准。

关键词:售货机器人;可编程控制器;程序梯形图

Design of intelligent Sales Control System for Robot Salesman

Abstract

Sales robot is now a universal tool, spread all over the place,it achieves the goal of sales by realizing unmanned management,both small footprint,save operating costs,no one on duty,has brought great convenience to our lives.More retail outlets make shopping easier and safer.In this graduation project,design object is a common beverage product sales robot,sales robot to achieve coin comparison, shipping,change all automation,convenient shopping.

The automatic vending machine is controlled by a Siemens programmable controller,this design will be on the sales robot control I/O point allocation,as well as the external wiring diagram,program ladder diagram to do detailed introduction.And will show the simulation of the PLC program,the final part of the mechanical structure,so that the sales robot to use the standard.

Key words:vending robots,programmable controller,program ladder diagram

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 课题的研究背景和意义 1

1.2 国内外发展现状 1

1.3 课题关键问题及难点 1

1.4 主要内容及研究方法 2

1.4.1 主要内容 2

1.4.2 研究方法 2

第二章 售货控制系统设计 3

2.1 设计控制要求 3

2.2 整体动作流程 3

2.3 PLC控制系统的概述 4

2.4 控制系统设计的基本内容 4

2.5 控制系统设计的一般步骤 5

第三章 硬件设计 6

3.1 PLC的选择 6

3.2 电机的选择 6

3.3 接近开关的选择 7

3.4 行程开关的选择 7

3.5 售货机器人I/O点的分配 8

3.6 售货机器人外部接线图 9

第四章 程序设计部分 11

4.1 售货机器人动作流程图 11

4.2 编程软件的基本操作 12

4.3 PLC程序设计 13

4.3.1 投币程序设计 13

4.3.2 指示灯程序设计 13

4.3.3 退币程序设计 15

4.3.4 加减计费程序设计 15

4.3.5 行程开关程序设计 16

4.3.6 售货动作程序设计 17

第五章 PLC程序仿真 20

5.1 仿真软件介绍 20

5.2 使用说明 20

5.3 程序仿真 22

5.3.1 投币模拟 22

5.3.2 选择商品模拟 23

5.3.3 机器人取货模拟 24

5.3.4 机器人放货模拟 26

5.3.5 继续购买和退币模拟 28

第六章 总结与展望 29

6.1 总结 29

6.2 展望 29

致 谢 30

参考文献 31

第一章 绪 论

1.1 课题的研究背景和意义

时代在发展,社会在进步。科技领域的发展日渐壮大,对于科技智能行业的发展已初见成效。全自动售货机器人的出现能够很好的解决人们日常生活中的购物问题。通过机械代替人工能有效减少人员利用,方便管理。除了减少劳动力之外,在食品加工和生产方面,售货机器人还可以使每种食品的加工时间更加准确。在成本方面,由于不需要人员,当然可以减少人工成本。消费时,顾客可直接触摸屏幕,自由选择物品,选好后,手机扫码就可以支付了,保证了安全隐私。

本课题设计对象是一款常见的饮料产品售货机器人,可以实现投币比较、出货、找零等功能全部自动化,方便购物。事实已证明售货机器人降低了商家的投入成本,提高了供货和拣货的效率;方便了顾客购物。

1.2 国内外发展现状

近半个世纪来,由于电子计算机在各行各业的发展和应用,在新零售运动发展的今天,自动售货机器人的出现与迅速发展,代替了售货员人工上货,拣货,节省了经营效益。Loomo Shopping是世界上第一台拥有交互能力的自动售卖机器人,可以在购物中心里穿梭自如,自动找到人群聚集点,并自动兜售。国外的亚马逊作为电商行业的领军企业,率先开启了无人售货的先河,改变了人们的购物习惯。亚马逊的无人超市“Amazon Go”将自动检测消费者从货架上拿走或放回的商品,并把这些商品与消费者亚马逊账户下的虚拟购物车关联起来,随着消费者的拿走或放回,实时修改其虚拟购物车中的商品内容,并在检测到消费者离开商店时自动从其账户中扣款。[1]沃尔玛大规模采用库存扫描机器人,意在提升配货效率,用机器人技术代替送货员重复且耗时的步行劳动。

我国自动化分拣仓储设备的研发和应用起步较晚,与国外相比约晚20年左右。[2]随着我国改革开放的兴起,人们的生活水平不断改善,劳动力成本增加,导致了传统的零售业逐渐失去市场,新兴产业孕育而生,例如自动售货机、机器人导购、自助支付、智能购物车以及售货机器人等。目前,我国售货机器人还未大规模使用,在北京、天津、南京、武汉等城市的科技馆里可以看到实物,并供顾客消费体验。线上的信息和商品早就实现主动找人,但在线下,我们正在实现从“人找货”到“货找人”的变迁,这种灵活性更受广大消费者和商家的青睐。而研制售货机器人的行业必定是个蓝海商业,发展空间广阔。

1.3 课题关键问题及难点

自动售货机器人的工作原理、PLC程序的控制是本次课题的关键问题。

工作原理:售货机器人接收到顾客的下单,自动找到商品的准确位置,并取货交给顾客,有网络支付与现金支付两种模式。

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