機(jī)器人自動化專業(yè)論文
摘 要：本設(shè)計是根據(jù)機(jī)器人系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)的之間的邏輯控制為準(zhǔn)則，對兩者之間信號的編碼組合，然后提出汽車焊接系統(tǒng)集成行業(yè)自動程序標(biāo)準(zhǔn)化的方案，能夠使用戶程序做到可移植性，易讀性，準(zhǔn)確追蹤故障點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：PLC；機(jī)器人；標(biāo)準(zhǔn)化
1 引言
隨著工業(yè)技術(shù)發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)線已成為當(dāng)前智能化裝備的主流及發(fā)展方向。機(jī)器人多用在自動工位上， 由外圍設(shè)備控制用戶程序啟動和運(yùn)行， 實現(xiàn)自動控制，提高了工廠的生產(chǎn)效率，降低損耗、實現(xiàn)效益擴(kuò)大化。本文主要介紹著FANUC系統(tǒng)機(jī)器人由三菱PLC實現(xiàn)自動標(biāo)準(zhǔn)化控制方案。
2 控制系統(tǒng)
2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由機(jī)器人系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)組成，采用CC-Link分散型I/O控制方案，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。PLC完成機(jī)器人的用戶程序控制和現(xiàn)場總線信號采集，HMI完成顯示信號狀態(tài)、報警、控制管理等功能[1] 。
2.2 系統(tǒng)工作原理
本系統(tǒng)是基于CC-Link現(xiàn)場總線的工業(yè)過程控制局域網(wǎng)，PLC對機(jī)器人的控制屬于自動控制，通過PLC實現(xiàn)不同條件時對機(jī)器人不同用戶程序的調(diào)用與控制，實現(xiàn)同一臺機(jī)器人完成不同工作的柔性化控制。同時機(jī)器人程序運(yùn)行過程中，PLC對機(jī)器人的特定段進(jìn)行分段控制，對進(jìn)入特定運(yùn)動區(qū)域進(jìn)行信號互鎖與禁止保護(hù)，同時PLC處理采集機(jī)器人和外圍設(shè)備信號反映到人機(jī)交互界面，供現(xiàn)場操作人員判斷機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)和故障處理[2] 。
3 標(biāo)準(zhǔn)化程序設(shè)計
3.1 標(biāo)準(zhǔn)化程序概念
在自動化系統(tǒng)集成行業(yè)中，標(biāo)準(zhǔn)化程序就是規(guī)范用戶程序結(jié)構(gòu)和邏輯，能夠使用戶程序結(jié)構(gòu)清晰、簡明易懂、縮短維護(hù)周期、可移植性提高，減少故障等。
3.2 標(biāo)準(zhǔn)化信號編碼
首先我們對PLC與機(jī)器人（Robot在表中簡稱R）之間信號進(jìn)行處理[3]，對工裝夾具的`車型及機(jī)器人的每個程序，每條路徑做一些編碼。如表格1所示。
3.3 標(biāo)準(zhǔn)化程序工作流程設(shè)計
在一個機(jī)器人和周圍工裝夾具的工作站的焊接過程中，分為兩步：一是任務(wù)開始驗證，在一個周期內(nèi)每次程序運(yùn)行，PLC都會對機(jī)器人的準(zhǔn)備位做出判斷，如果不在準(zhǔn)備位，就會調(diào)用回到準(zhǔn)備位的程序，讓機(jī)器人回到準(zhǔn)備位，這時準(zhǔn)備位的驗證任務(wù)關(guān)閉。二是任務(wù)開始，機(jī)器人給PLC發(fā)送一個請求繼續(xù)（Request to Continue）的信號，然后PLC回饋機(jī)器人請求繼續(xù)完成（Continue OK）的信號，這樣就可以調(diào)用焊接程序，焊接程序的調(diào)用要根據(jù)每個工裝夾具的車型號不同來調(diào)用。焊接完成之后，機(jī)器人回到原點(diǎn)，PLC會對當(dāng)前工位的一些信號關(guān)閉，再關(guān)閉所有的信號，然后等待下一個開始工作的脈沖信號到來。如圖2所示，機(jī)器人運(yùn)動周期所有的信號處理和程序調(diào)用規(guī)則流程。
3.4 驗證結(jié)果
本方案的設(shè)計已經(jīng)在江蘇北人機(jī)器人系統(tǒng)股份有限公司的部分項目上得到驗證，在穩(wěn)定性，可移植性，故障排除效率上得到現(xiàn)場維護(hù)工程師的首肯，在后期項目的方案設(shè)計上將逐步應(yīng)用這套方案，并加以細(xì)節(jié)完善。
4 結(jié)束語
總的來說，首先要理順控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其原理，然后參照一些機(jī)器人系統(tǒng)的信號處理規(guī)則，提出PLC對機(jī)器人控制的一些標(biāo)準(zhǔn)，對兩者之間的控制信號進(jìn)行編碼，設(shè)計出一個周期的工作流程圖，使用戶程序的邏輯順序更清晰。并可以使項目可移植性，減少企業(yè)成本和維護(hù)周期。
參考文獻(xiàn)：
[1]張正兵，李曉娜.機(jī)器人在焊接中的應(yīng)用[J].電焊機(jī)，2008（06）：44-47.
[2]楊秀文.自動化生產(chǎn)線中CC-Link總線技術(shù)及工業(yè)機(jī)器人通訊[J].機(jī)器人技術(shù)，2014（04）.
[3]FANUC工業(yè)機(jī)器人編程手冊[K].
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