工業(yè)機器人搬運工作站的系統(tǒng)設(shè)計

《工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成》單元五工業(yè)機器人搬運工作站的系統(tǒng)設(shè)計工作任務(wù)描述:設(shè)計工業(yè)機器人搬運工作站硬件控制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，并進行系統(tǒng)調(diào)試知識目標:1.掌握工業(yè)機器人與PLC的接口信號配置；2.掌握工業(yè)機器人遠程控制的電路設(shè)計和程序編寫；能力目標:1.能設(shè)計工業(yè)機器人與外圍設(shè)備的接口電路；2.能設(shè)計調(diào)試PLC程序及機器人程序；3.能解決工業(yè)機器人工作站的常見故障；重點：1、工業(yè)機器人與PLC的接口信號配置2、工業(yè)機器人程序的編寫難點:1、工業(yè)機器人與PLC接口電路的連接2、工業(yè)機器人外部控制的程序設(shè)計

機器人搬運工作站系統(tǒng)在選擇機器人、PLC及相關(guān)控制設(shè)備后，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)設(shè)計系統(tǒng)硬件電路、PLC控制程序以及機器人運行程序。知識準備一、搬運工作站工作任務(wù)知識準備1．設(shè)備上電前，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，即輸送線上料位置處及落料臺上無工件、平面?zhèn)}庫里無工件；機器人選擇遠程模式、機器人在作業(yè)原點、無機器人報警錯誤、無機器人電池報警。2．按啟動按鈕，系統(tǒng)運行，機器人啟動。(1)當輸送線上料檢測傳感器檢測到工件時啟動變頻器，將工件傳送到落料臺上，工件到達落料臺時變頻器停止運行，并通知機器人搬運；(2)機器人收到命令后將工件搬運到平面?zhèn)}庫，搬運完成后機器人回到作業(yè)原點，等待下次的搬運請求；(3)當平面?zhèn)}庫碼垛了7個工件，機器人停止搬運，輸送線停止輸送。清空倉庫后，按復位按鈕，系統(tǒng)繼續(xù)運行；一、搬運工作站工作任務(wù)知識準備3．在搬運過程中，若按暫停按鈕，機器人暫停運行，按復位按鈕，機器人繼續(xù)運行。4．在運行過程中急停按鈕一旦動作，系統(tǒng)立即停止；急停按鈕恢復后，按復位按鈕進行復位，選擇示教器為“示教模式”，通過操作示教器使機器人回到作業(yè)原點。只有使系統(tǒng)恢復到初始狀態(tài)，按啟動按鈕，系統(tǒng)才可重新啟動。二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備1．接口配置PLC選用OMRONCP1L-M40DR-D型，機器人本體選用安川MH6型，機器人控制器選用DX100。根據(jù)控制要求，機器人與PLC的I/O接口分配見表。插頭信號地址定義的內(nèi)容與PLC的連接地址CN308INB1機器人啟動100.00A2清除機器人報警和錯誤101.01OUTB8機器人運行中1.00A8機器人伺服已接通1.01A9機器人報警和錯誤1.02B10機器人電池報警1.03A10機器人已選擇遠程模式1.04B13機器人在作業(yè)原點1.05CN306INB1IN#(9)機器人搬運開始100.02OUTB8OUT#(9)機器人搬運完成1.06二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備1．接口配置CN308是機器人的專用I/O接口，每個接口的功能是固定的，如CN308的B1輸入接口，其功能為“機器人啟動”，當B1口為高電平時，機器人啟動運行，開始執(zhí)行機器人程序。CN306是機器人的通用I/O接口，每個接口的功能由用戶定義，如將CN306的B1輸入接口（IN9）定義為“機器人搬運開始”，當B1口為高電平時，機器人開始搬運工件。（具體參見機器人程序）二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備1．接口配置CN307也是機器人的通用I/O接口，每個接口的功能由用戶定義，如將CN307的B8、A8輸出接口（OUT17）定義為吸盤1、2吸緊功能，當機器人程序使OUT17輸出為1時，YV1得電，吸盤1、2吸緊。CN307的接口功能定義見表。插頭信號地址定義的內(nèi)容負載CN307A8（OUT17+）/B8（OUT17-）吸盤1、2吸緊YV1A9（OUT18+）/B9（OUT18-）吸盤1、2松開YV2A10（OUT19+）/B10（OUT19-）吸盤3、4吸緊YV3A11（OUT20+）/B11（OUT20-）吸盤3、4松開YV4二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備1．接口配置MXT是機器人的專用輸入接口，每個接口的功能是固定的。如EXSVON為機器人外部伺服ON功能，當29、30間接通時，機器人伺服電源接通。搬運工作站所使用的MXT接口見表。插頭信號地址定義的內(nèi)容繼電器MXTEXESP1+（19）/EXESP1-（20）機器人雙回路急停KA2EXESP2+（21）/EXESP2-（22）EXSVON+（29）/EXSVON-（30）機器人外部伺服ONKA1EXHOLD+（31）/EXHOLD-（32）機器人外部暫停KA3二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備1．接口配置PLCI/O地址分配見表。輸入信號輸出信號序號PLC輸入地址信號名稱序號PLC輸出地址信號名稱10.00啟動按鈕1100.00機器人程序啟動20.01暫停按鈕2100.01清除機器人報警與錯誤30.02復位按鈕3100.02機器人搬運開始40.03急停按鈕4100.03變頻器啟?？刂?0.06輸送線上料檢測5100.04變頻器故障復位60.07落料臺工件檢測6101.00機器人伺服使能70.08倉庫工件滿檢測7101.01機器人急停81.00機器人運行中8101.02機器人暫停91.01機器人伺服已接通

101.02機器人報警/錯誤

111.03機器人電池報警

121.04機器人選擇遠程模式

131.05機器人在作業(yè)原點

141.06機器人搬運完成

二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備2．硬件電路(1)PLC開關(guān)量輸入信號電路如圖所示。由于傳感器為NPN電極開路型，且機器人的輸出接口為漏型輸出，故PLC的輸入采用漏型接法，即COM端接+24V。輸入信號包括控制按鈕和檢測用傳感器。二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備2．硬件電路(2)機器人輸出與PLC輸入接口電路如圖所示。CN303的1、2端接外部DC24V電源，PLC輸入信號包括“機器人運行中”、“機器人搬運完成”等機器人的反饋信號。二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備2．硬件電路(3)機器人輸入與PLC輸出接口電路如圖所示。由于機器人的輸入接口為漏型輸入，PLC的輸出采用漏型接法。PLC輸出信號包括“機器人啟動”、“機器人搬運開始”等控制機器人運行、停止的信號。二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備2．硬件電路

(4)機器人專用輸入接口MXT電路如圖所示。繼電器KA2雙回路控制機器人急停、KA1控制機器人伺服使能、KA3控制機器人暫停。二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備2．硬件電路(5)機器人輸出控制電磁閥電路圖如圖所示。通過CN307接口控制電磁閥YV1～YV4，用于抓取或釋放工件。三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備1．搬運工作站PLC程序三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備1．搬運工作站PLC程序三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備1．搬運工作站PLC程序三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備1．搬運工作站PLC程序三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備2．搬運工作站機器人程序序號程序注釋1NOP

2*L10程序標號3CLEARB0001置“搬運工件數(shù)”記憶存儲器B000為0；初始化4DOUTOT#(9)=OFF清除“機器人搬運完成”信號；初始化5PULSEOT#(18)T=2.00YV2得電2s，吸盤1、2松開；初始化6PULSEOT#(20)T=2.00YV4得電2s，吸盤3、4松開；初始化7*L9程序標號8WAITIN#(9)=ON等待PLC發(fā)出“機器人搬運開始”指令9MOVJVJ=10.00PL=0機器人作業(yè)原點，關(guān)鍵示教點10MOVJVJ=15.00PL=3中間移動點11MOVJVJ=50.00PL=3中間移動點12MOVLV=83.3PL=0吸盤接近工件，關(guān)鍵示教點13PULSEOT#(17)T=2.00YV1得電2s，吸盤1、2吸緊14PULSEOT#(19)T=2.00YV3得電2s，吸盤3、4吸緊15MOVLV=166.7PL=3中間移動點三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備2．搬運工作站機器人程序序號程序注釋16MOVJVJ=10.00PL=3中間移動點17MOVJVJ=15.00PL=3中間移動點18MOVJVJ=10.00PL=1中間移動點19MOVLV=250.0PL=1到達倉庫正上方（距離倉庫底面在7塊工件的厚度以上）20JUMP*L0IFB000=0如果搬運第一塊工件，跳轉(zhuǎn)至*L021JUMP*L1IFB000=1如果搬運第二塊工件，跳轉(zhuǎn)至*L122JUMP*L2IFB000=2如果搬運第三塊工件，跳轉(zhuǎn)至*L223JUMP*L3IFB000=3如果搬運第四塊工件，跳轉(zhuǎn)至*L324JUMP*L4IFB000=4如果搬運第五塊工件，跳轉(zhuǎn)至*L425JUMP*L5IFB000=5如果搬運第六塊工件，跳轉(zhuǎn)至*L526JUMP*L6IFB000=6如果搬運第七塊工件，跳轉(zhuǎn)至*L627*L0放置第1個工件時程序標號28MOVLV=83.3放置第1個工件時，工件下降的位置。作為關(guān)鍵示教點29JUMP*L8跳轉(zhuǎn)至*L830*L1放置第2個工件時程序標號三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備2．搬運工作站機器人程序序號程序注釋31MOVLV=83.3放置第2個工件時，工件下降的位置32JUMP*L8跳轉(zhuǎn)至*L833*L2放置第3個工件時程序標號34MOVLV=83.3放置第3個工件時，工件下降的位置35JUMP*L8跳轉(zhuǎn)至*L836*L3放置第4個工件時程序標號37MOVLV=83.3放置第4個工件時，工件下降的位置38JUMP*L8跳轉(zhuǎn)至*L839*L4放置第5個工件時程序標號40MOVLV=83.3放置第5個工件時，工件下降的位置41JUMP*L8跳轉(zhuǎn)至*L842*L5放置第6個工件時程序標號43MOVLV=83.3放置第6個工件時，工件下降的位置44JUMP*L8跳轉(zhuǎn)至*L845*L6放置第7個工件時程序標號三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備2．搬運工作站機器人程序序號程序注釋46MOVLV=83.3放置第7個工件時，工件下降的位置47*L8程序標號*L848TIMERT=1.00吸盤到位后，延時1秒49PULSEOT#(18)T=2.00YV2得電2s，吸盤1、2松開50PULSEOT#(20)T=2.00YV4得電2s，吸盤3、4松開51INCB000“搬運工件數(shù)”加152MOVLV=83.3PL=1中間移動點53MOVJVJ=20.00PL=1中間移動點54MOVJVJ=20.00回作業(yè)原點55PULSEOT#(9)T=1.00向PLC發(fā)出1s“機器人搬運完成”信號56JUMP*L9IFB000<7判斷倉庫是否已經(jīng)滿（7個工件滿）57JUMP*L10跳轉(zhuǎn)至*L1058END

三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備2．搬運工作站機器人程序當PLC的100.00輸出“1”時，機器人CN308的B1輸入口接受到該信號，機器人啟動，開始執(zhí)行程序。執(zhí)行到第8條指令時，機器人等待落料臺傳感器檢測工件。當落料臺上有工件時，PLC的100.02輸出“1”，向機器人發(fā)出“機器人搬運開始”命令，機器人CN306的9號輸出口接受到該信號，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。由于工件在倉庫里是層層碼垛的，所以機器人每搬運一個工件，末端執(zhí)行器要逐漸抬高，抬高的距離大于一個工件的厚度。標號*L0～*L6的程序分別為碼垛7個工件時，末端執(zhí)行器不同的位置。機器人如果急停，急停按鈕復位后，選擇示教