焊接機器人及其柔性夾具控制系統(tǒng)

1、焊接機器人及其柔性夾具控制系統(tǒng)2005-06-20 11:15:14上?？藖頇C電自動化工程有限公司機器人應(yīng)用工程部王衛(wèi)峰焊接機器人及柔性夾具控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上主要由兩部分組成：機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。機械系統(tǒng)包括機器人 工作房、機器人本體、機器人外軸回轉(zhuǎn)臺及機器人周邊設(shè)備等；控制系統(tǒng)可分為機器人控制系統(tǒng)、工裝夾 具識別及控制系統(tǒng)、人機界面等輔助單元。機械結(jié)構(gòu)1 機器人工作房機器人工作房的布置及主要部件如圖1所示，工作房外形為六邊梯形， 房間由方管框架加薄鐵板焊接而成,焊接機器人在房間中央位置，左右對稱位置各有一個工作臺，分別由兩個機器人外軸電機直接驅(qū)動。兩工 作臺之間有30。左右的夾角，機器人工作時

2、可在兩工位之間切換，即機器人在左側(cè)工位焊接時，操作工可 在右側(cè)工位上下料，同樣，當(dāng)機器人在右側(cè)工位工作時，操作工可在左側(cè)裝拆工件，這樣可使機器人停機 等待時間大大減少，從而提高生產(chǎn)效率。在機器人和回轉(zhuǎn)臺之間有氣缸驅(qū)動的隔離裝置，它可以遮擋弧焊時產(chǎn)生的弧光和焊渣，并保護操作者在另 一側(cè)操作時不受影響。在兩工位外側(cè)開了兩個門，以便操作，該門上方安裝了氣動門簾，焊接時可自動關(guān) 上，以遮擋弧光和焊渣。c*.MMLftAA* 令暉耙專至勒 npwtt *-sh0韶二組W &位 On. 1第三組氣缸 倍息位Dm 2弟四粗氣缸ISSft bn. 3吒缸粳用字：D1=便用0=不用0=不用i=IS 用0=不用1

3、=粳用0=不用夾黑檢測家DT尸檢測 g不檢測尸檢測0=不檢測1=檢測 0=不檢測1=樓測 g不斕松開檢測宇：IH2仔檢測 0=不檢測檢測0=不檢測1=檢測0=不檢測不檢測M3注F*Dn=D或D.Dn, 4n,保留L5保留不用.保留保留2夾具自動識別的實現(xiàn):硬件組成主要依賴夾具接線盒中的識別芯片，該芯片其實只是一塊小線路板，裝了一塊8位DIP撥碼開關(guān)，通過二進(jìn)制方式來表明該夾具的編號，每套夾具上都安裝了一個接線盒，通過這種方式從硬件上來實現(xiàn)對夾具的編碼，既簡單也實用，且容易實現(xiàn)。軟件實現(xiàn):PLC程序上，每次程序循環(huán)中都對遠(yuǎn)程模塊上對應(yīng)于夾具編號的輸入點進(jìn)行掃描，并放入暫存區(qū)，同時與記憶區(qū)中的夾具

4、編號進(jìn)行比較。如果兩者相同，則表明該工位上的夾具狀態(tài)正常，無需任何動作；如果不 同，則提示夾具編號變化，需操作員確認(rèn)，此時又分為兩種情況： 有新夾具換上工作臺， 且系統(tǒng)已經(jīng)正確識別出新放入的夾具的編號， 那么操作員需要在觸摸屏上確認(rèn)該 夾具編號的正確性。如果放上的夾具以前從未在該系統(tǒng)中使用過，則需對該夾具的控制字進(jìn)行正確設(shè)置后寫入PLC數(shù)據(jù)區(qū)；如果該夾具曾經(jīng)在本系統(tǒng)中使用過至少一次，即數(shù)據(jù)區(qū)中保留有該夾具號對應(yīng)的控制信 息，那么操作員在確認(rèn)夾具編號后，該夾具的控制信息會由系統(tǒng)以間接尋址方式自動調(diào)用出來，并顯示在 觸摸屏上，確認(rèn)無誤，即可開始生產(chǎn)。 由于硬件故障（連線斷裂、網(wǎng)絡(luò)故障等）造成自動識

5、別出的夾具編號與實際不符時，（識別出錯）可通 過強行寫入正確夾具編號的方式來讓系統(tǒng)進(jìn)入正常工作模式進(jìn)行生產(chǎn)，待完成任務(wù)后再進(jìn)行維修等操作， 以緩解生產(chǎn)壓力。綜合兩點可知，夾具識別流程如圖 5 :圖5夾具識別流程圖3多夾具系統(tǒng)氣缸柔性控制6:根據(jù)夾具控制特點，各氣缸由電磁閥控制，按工藝要求進(jìn)行先后動作，編制程序如圖圖6具夾緊流程梯形圖在程序條“0”中，200通道為夾緊流程控制字，需要夾緊時將1寫入200通道，則200.00位成為一號氣缸夾緊動作標(biāo)志位；條“1”中，HR40.00為根據(jù)間接尋址查表得到的該夾具控制字中一號氣缸的啟用標(biāo)志， 如果該標(biāo)志為1，則在200.00位為1的條件下，右側(cè)的輸出201.00為ON此時一號氣缸夾緊電磁閥通電， 產(chǎn)生氣缸夾緊動作；當(dāng)程序檢測到該氣缸夾緊后，一號夾緊標(biāo)志位HR65.00為ON所以輸出200.01為ON并自保，同時切斷201.00的通路，使201.00為OFF, 號氣缸夾緊電磁閥斷電，不再動作，此時一號氣 缸夾緊動作完成；當(dāng)然，如果一號氣缸的啟用標(biāo)志 HR40.00為0,則201.00始終為OFF同時由于HR40.00 的非并與一號氣缸夾緊指示標(biāo)志位下方，故程序直接接通200.01為ON進(jìn)行下一步動作。與一號氣缸夾緊過程完全類似，當(dāng)所有氣缸都夾緊后，進(jìn)入夾緊控制流程的結(jié)束控制位，當(dāng)該位為O