工业机器人生产实训打磨工站.docx

1、工业机器人生产实训打磨工站工业机器人生产实训-打磨工站作者: 日期：生产线控制技术综合实训评分表课程名称: 生产线控制技术综合实训 设计题目: 产线控制系统机器人模拟打磨 班级:ZB0151学号: 30 姓名： 班级： ZB0151 学号: 2 姓名： 班级： ZB015学号: 29 姓名: 项目评分比例得分平时2%报告45%答辩30%成绩 指导老师： 年 月 日常熟 理 工 学院电气与自动化工程学院生产线控制技术综合实训报告题目： 产线控制系统机器人模拟打磨 姓 名： 学 号： 班 级： ZB015 指导教师： 起止日期： 0171/3-01/1/ 一.产线控制系统介绍与调试1.1产线控制系

2、统介绍 41.2消除HMI报警51.2.2调试示教器 6二单元控制系统硬件介绍 72.1LC控制柜构成部分 2.1.空开的作用7.12CPU的选择82.1.3通讯模块M277 82.2机器人打磨单元部分8.3电气接线/O分析 923.pl控制灯以及电机的I/O口接线图 92.2lc控制机器人的I/O口接线图11三LC程序设计13系统plc和机器人的I分配 13.3程序分析 133.机器人程序号153.2机器人程序段一 13.3.机器人程序段二 153.3.4机器人在程序段三16四.机器人仿真与示教编程 164.1RobStudio软件介绍1.2robtudio仿真案例 17五.上位机人机界面监

3、控 六.收获与体会27七.参考文献28一产线控制系统介绍与调试1.1产线控制系统介绍该产线系统由一个SIES 35 PN-DP LC做主站,5个PLC做从站,每一个24PC控制一个工作站，工作站与工作站之间转递信号通过EM27通讯模块与15 N-DP PLC连接,从而实现数据沟通如图1-2。每个PC从站控制与其相对应地机器人单元，如图1-1。五个ABB机器人中,除了工站一机器人是IRB10,其余四个工站都是IRB1400，五个工位分别实现了上料的搬运，工件的焊接，工件打磨,对打磨后工件的瑕疵检测,负责料件成次品的分拣。出于安全考虑，每个工位的报警按钮在PL中都是串联的,所以只要有一个报警，整个

4、产线都会报警。 图1-1系统构成分布图12网络分布1.2产线运行前的调试在运行机器人之前,首先要把各控制柜的报警信息消除,然后将机器人调到原点位置以及将示教器调到mi函数位置。首先打开各个控制柜的上电按钮，由于调试时每个工位调试的步骤都是一样,在这里我就以工位三为例调试一下。.2.消除MI报警上电后，控制面板和三色灯上会出现红色报警信号，所以先要消除报警信息。现将控制柜上的一排按钮开关打到手动和本地模式如图-;图-3手动和本地模式此时点下人机界面上的报警信息会出现图14报警画面,按下复位按钮后再按下，直至所有报警信号消失。图14人机界面报警信息1.2.2调试示教器在报警信息解除后,调试示教器，

5、先把机器人控制柜打到手动,紧接着手握示教器,点击左上方,再按如下图1-5步骤操作,程序编辑器调试P例行程序OVOM使能键,按下使能键不松开再按下启动按钮，听到“啪”的一声表明操作成功，此时松开使能键。再调示教器上的P至main,按下使能键，听到“啪”的一声操作成功,再将机器人控制柜打到自动，PLC控制柜上也打到自动和远程模式。再回到PLC总控制柜上按下启动和复位按钮，然后回到工位上按下启动和复位按钮直到上方的三色灯跳至绿色,表明调试已成功。调试成功后按下最前面的按钮,整条产线便开始运作。图1-5操作步骤二单元控制系统硬件介绍2.1C控制柜构成部分该单元控制柜里有 13个空开，一个2V开关电源,

6、一个CPU2模块,二个扩展模块EM23,一个通信模块EM277， 8个继电器（KAE1 KAES2KAAS KAAS)如图2-1所示：图2-1控制柜内部图2.1.1空开的作用开关作用Q2插座F4机器人开关QF5整理块开关CV1F1打磨机开关I1F1砂纸机开关EMQF1传送带开关F11L PU供电QF12I供电F13CUP输入输出M02输入输出M3输入输出QF4控制面板、JB接线箱、安全回路QF15伺服控制器1、伺服控制器2QF1机器人F21输出电源212的选择该单元选择了CPU24，CPU2主机数量IO点为1输入/输出共4个,扩展能力强，可连续7个扩展模块,最大可扩展至168个数字量I/或35

7、个模拟量IO点;1kb程序和数据存储空间，6个独立的30z高数计数器，2路独立的20hz高速缓冲输出,具有pid控制，I/端子排很容易整体拆卸，是个控制能力较强的控制器。另外由于IO口数量有限,所以还选用了扩展模块EM22，增加/O的数量。213通讯模块M277E77是s720的智能扩展模块,由于本产线是利用pobs-dp进行通讯，所以才会选则此模块,profius网络通常有一个主站和若干个I/从站，EM27只能做profiusdp的从站，而不能做主站。22机器人打磨单元部分 有一个IRB1410机器人以及对应的机器人控制柜和示教器，一个打磨机，一个砂轮机,一个皮带机组成如图2-，其间机器人感

8、应工件所选用的传感器为电容式传感器如图23，电容式传感器结构简单,精度高，易于制造,一般用金属做电极以无机材料做绝缘之承,能承受很大的温度变化，高压力,高冲击，过载等。图2-2打磨砂轮 传送带图22电容式传感器2.电气接线O分析2.1plc控制灯以及电机的/O口接线图 如图-3,0口和I1口基本上都被用来作为按钮以及开关的控制,I2.2为传感器信号输入，Q0.-Q.7分别为三色灯自动,手动,故障复位指示灯;1.0和Q1.pc控制柜上启动和故障指示灯;0-Q2.2分别为三给电机打磨、砂轮、传送带。23.2pc控制机器人的I/O口接线图三.C程序设计3.1控制流程0自动模式1ST02 RB放件完成

9、离开 中转台 AS1 检测有信号2启动RB，执行Segment1ST03 RB 从中转台抓件 3RB执行Segment1完成打磨机，砂轮机运行4RB执行Segment2RB 抓取工件去打磨机，打磨两个角，砂轮机打磨平顶END5RB执行Segment2完成位打磨机，砂轮机停止运行6RB执行Segment3皮带机上无工件,RB过去放工件7RB执行Segment3完成回HOME 位等待下一个程序号3.2系统pc和机器人的O分配输入I输出I0.5手动模式Q自动指示柱灯(绿色）I6自动模式Q0.6手动指示柱灯（黄）I.7自动启动0.7故障指示柱灯(红）I1.0本地模式Q1.0自动启动指示I1.1远程模式

10、Q1.1故障指示I2故障复位Q.0打磨机运行I1.4急停正常Q2砂轮机运行I15安全门正常Q22输送带前进I2.2工件传感器1.0机器人停止XS1I3.0机器人自动XS4.1Q3.1机器人上电X12I3.1机器人上电XS1.2Q2启动机器人X12.3I3.2机器人系统运行S433.3故障复位机器人XS12.4I3.3机器人故障X14.Q.7程序确认X12.8I3.机器人在原点S14.5Q40发送程序号1XS1.I3.7机器人等待程序号S4.8Q1发送程序号XS3.4.0机器人进行程序XS1.42允许运行程序段1S134.1机器人进行程序XS.Q.允许运行程序段2XS13.44.机器人不在程序段

11、1XS1.34.4允许运行程序段3XS35I.3机器人不在程序段2S1444机器人不在程序段3XS15 .3程序分析.3.机器人程序号 33.2机器人程序段一3.机器人程序段二3.机器人在程序段三 四.机器人仿真与示教编程4.1RobSuo软件介绍obotud是瑞士AB公司配套的软件,是机器人本体商中软件做的最好的一款。支持机器人的整个生命周期，使用图形化编程、编辑和调试机器人系统来创建机器人的运行，并模拟优化现有的机器人程序。obot Sudio包括如下功能:CD导入、Ato 功能、程序编辑器、路径优化、可达性分析、虚拟示教台、事件表、碰撞检测、VB功能、直接上传和下载、缺点，就是只支持本公

12、司品牌机器人，机器人间的兼容性很差。其界面如下图4-1所示:图41仿真界面4.robtudo仿真案例打开rot suio软件，按照上节所讲,摆放好机器人、工件的位置，并创建好工件坐标系和机器人系统。在软件界面上方的菜单栏中点击控制器,选择虚拟示教器，画面中出现虚拟示教器。先将示教器打到手动挡，点击示教器左上角的主菜单，在其中选择cotro panl（控制面板),再选择langage,可将语言改为中文。 点击程序编辑器，提示创建新的程序。点击画面中的例行程序，在出现的界面中的左下角的“文件”中选择“新建例行程序”分别创建“min”、“hom”、“routin”、“csh”共四个例行程序。双击“h

13、o”例行程序,在界面中点击添加指令再点击mej，点击程序中的“”,新建一个位置点10 选中“P”，点击修改位置,由于机械臂的位置并未改变，就可将机械臂的原始位置设定为P10。返回例行程序,双击“csh”程序,点击添加指令,在指令中点击“om”，在下拉菜单中选择“setting”,在点击其中的“Accst”和“Velst”。ccs是设置的机械臂的加速度,而Vlst设置的是机械臂的速度。返回例行程序，双击“Routin1”程序，进行轨迹编程。在软件中,利用手动线性运动方式和捕捉末端工具,将机械臂上的焊接头移至图中位置,并用上述方式将该点设置为P2.在工件上需要进行弧形运动,所以,点击添加指令中的“

14、MovC”指令。在圆弧上找一点以及圆弧的另一个端点,分别将其设置为指令中的P3和P40,这两个点和P共三个点可形成一个圆弧。将焊接头移至工件下一个点,因为两点之间是直线运动,所以选择ove指令，并将该点设置为0。以此类推，将工件上的所有点都在程序中设置好。如图所示。此外，为安全起见,在焊接头移动到最后一个点时,不能让它直接回到工作原点，而是让焊接头垂直向上移动一段距离后，在回归原点。添加oveL指令，修改位置点设置,点击功能按钮，选择ffs功能,如图所示，括号中第一个设置为你选择的参照点,即工件的最后一个点,后面的三个则分别代表工具的、Y、轴，我们选择工具向上移动即在Z轴上移动，X、轴为。编写

15、好轨迹程序后,开始编写主程序“main”,在添加指令中选择“cCall”指令即调用子函数。做完上述所有步骤后，程序编辑完成,点击“调试”按钮，选择“P移至ai”，点击虚拟示教器右侧的“nale”按钮,再点击下方的开始按钮,机械臂则开始按照设定好的轨迹开始运动。4.3示教编程及运行过程按照42仿真案例的操作，先编写一个roe子程序,是机器人在原点的程序。在子程序中添加MoveAbs,jHme,v10，fine,Griper;如图41图41机器人在原点当工站二完成流程并把工件放在中转台上时,三工站等待信号，当信号出发后,三工站机器人开始夹取工件，此时可以编写一个子程序rtine，在程序中添加Mov

16、J P，V00,z200, tGpper;oveP2,V50,z5,tGriper; MeLikpos,50,z50, tGer;当机器人在picpo位置时,夹爪夹紧，在子程序下方编写s Gripper;如图-所示:图-2机器人夹取工件当程序段一完成后,打磨机以及砂轮机开始启动，机器人便结束信号一并等待信号二，接着便开始进入程序段二进行工件的打磨,如图-：图4-机器人打磨当程序段二完成后，打磨机,砂轮机关闭,传送带启动，机器人结束信号二并等待信号三，接着开始进入程序段三将工件放在传送带上,松开夹爪，如图-4:图工件放在传送带程序段三完成后,机器人便回到原点。五.上位机人机界面监控本站有一个打磨

17、机,一个砂轮机，一个皮带机。电机手动操作画面:操作:1） 操作模式选择手动,无一类故障,画面选择电机运行,启动左上方小圆是绿色的。2） 电机默认手动方式是点动模式，在此模式下,按启动按钮，按钮背景变成绿色，电机运行。停止时，再次按点动，取消电机运行。3） 按点动按钮，电机运行模式会变成连续,其背景会变成绿色，字体变成连续，按启动,启运按钮背景长绿，电机运行。停止时，再次按点动，取消电机运行。4） 主控信号:本站和主PL之间的交换信号；5） 机器人：6） 显示本站的设备状态，安全门,急停，中转台传感器。7） 报警信息:六.收获与体会在信息科学技术飞速发展的今天，随着人力成本逐渐的上升，工业机器人

18、逐渐取代人力成为流水线上行的“操作员”已成为必然趋势。很幸运能够在毕业之前有这种机会上机器人实训课,虽然两周的时间很短,但这已经为我开启了学习机器人的那扇门。两周的时间虽然无法把这条生产线完全搞透,但对于运行的流程已经大致了解，这是一条有该产线系统由一个IMS 3 N-DP PLC做主站,5个22 PLC 做从站,每一个2 PLC控制一个工作站，工作站与工作站之间转递信号通过E277通讯模块与15PN- PLC 连接，从而实现数据沟通。每个PLC从站控制与其相对应地机器人单元，五个BB机器人中,除了工站一机器人是RB120,其余四个工站都是IRB400,五个工位分别实现了上料的搬运，工件的焊接

19、，工件打磨以及去毛刺,利用相机对打磨后工件的瑕疵检测，负责料件成次品的分拣。首先,我们对产线进行了调试,虽说调试步骤很少，但真正上手起来并不是那么一气呵成，其间的细节很容易就会遗漏。因为有lc控制，所以自然少不了电气接线图和plc控制程序,作为电气专业,虽然平时有接触过图纸以及编写过plc程序，但当看到这项大工程的图纸时,整个人都不好了,密密麻麻地端口分布看的我们头都大。Plc程序则更不用说了，想想在学校里学的那些，果然是基础,入门，光凭老师上课教的那些知识可真远远不够,要先真正提高自己还是得多做项目，最好能接触校外，公司里面的项目，者能够扩宽我们的眼界，让自己了解到底该学什么。接下来我们简单

20、练习了ABB公司的专门仿真软件rsto，并在示教器上简单的编写程序操作机器人的运转。最后还讲了利用s700控制网络通信，对于这一块，我是比较陌生的,了解甚少,还有当下也非常热门的视觉处理,这条生产线的视觉处理是利用进行编写,对物件进行瑕疵检测。整条产线结合起来所接接触到的专业知识真的太多,无论是那一块都能让我们学上很长时间，知识的海洋中可真是学无止尽啊!两周的时间很快结束，在这两周里我不仅开拓了眼界，还产生了毕业后想要从事这一行业的想法。同时也很好的锻炼了我们的动手操作能力和发现自己的不足。实训是大学的一种很重要、很有必要的学习方式,它能让我们学到课堂学不到的知识，也整合了自己对项目的思维和思

21、考方式，同时也非常感谢老师的指导！七.参考文献1李剑琦.BB机器人完美征服中国市场J.现代制造，1，(03)万鹏.工业机器人在汽车生产中的应用J品牌与标准化,210，(6)3 廖常初. PLC编程集应用.北京:机械工业出版社，204 田淑珍S70 PL原理及应用M.北京：机械工业出版社，2095向晓汉，等.S700400PLC基础与案例精选M.北京:机械工业出版社,01.6甄立东，等.西门子icc7基础与应用.北京:机械出版社，20.7梁绵鑫，等.Wicc基础及应用开发指南M,北京：机械工业出版社,20098李正军现场总线及其应用M. 北京：机械工业出版社,0059王平，谢昊飞.工业以太网技术M北京：科学出版社。2007.0叶辉,管小清.工业机器人实操与应用技巧.北京：机械工业出版社,2010.1叶辉,何智勇工业机器人工程应用虚拟仿真教程M. 北京:机械工业出版社,2014