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托盘作为现代物流系统中的重要作业单元,为产品货物的装卸、运输及仓储提供了极大便利,有效地促进了物流行业的发展。纸托盘具有质量轻,可回收,环保无污染等特点,在生活家居,贵重易碎等物品运输中广泛应用。但是由于产品货物形状各异,市场中流通使用的纸托盘规格各异。当前托盘生产方式多为手工或半自动化辅助组装加工,安装尺寸不统一,精度难以保证,生产效率低,快速完成各种类型托盘生产的柔性自动化生产设备需求与日俱增。近年来,随着智能制造技术的发展,EtherCAT总线技术以其拓扑灵活、成本低、实时性好、同步性高等特点广泛应用于各种自动化设备中,大大简化了设备控制系统开发流程。因此,本课题结合企业实际生产需求,研制基于EtherCAT总线的全自动托盘生产设备。本文研究与工作内容如下:(1)全自动托盘生产设备机械结构设计。分析了瓦楞纸托盘生产工艺,在此基础上,设计了全自动托盘生产设备机械结构方案,建立了设备机械结构三维模型,对机械结构设计中的关键零部件进行选型,并对设备的关键部件门形支架结构进行了有限元静力学分析,验证设计方案的可靠性。(2)基于EtherCAT总线的控制系统方案设计。根据设备的控制功能需求,设计了设备强电系统及气动控制回路,搭建了基于EtherCAT总线集成视觉检测功能的测控系统,设计并制作了用于EtherCAT测控板的电压、电荷放大电路板及EtherCAT I/O电路板。(3)设备控制系统软件设计与开发。在控制系统硬件基础上设计开发了基于Windows+KRTS的EtherCAT主站以及全自动托盘生产设备控制系统软件主程序,设计开发了设备控制系统人机界面,并开发了视觉检测功能控制软件。(4)设备整体实现及性能测试。完成了基于EtherCAT总线的全自动托盘生产设备整机安装、调试、运行,该设备达到了全自动柔性生产的要求。测量了设备控制系统实时性及EtherCAT I/O电路板实时性,验证了EtherCAT测控电路板A/D采集性能及电压、电荷放大电路板功能,并完成了视觉伺服控制系统测试。