1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目 產(chǎn)線控制系統(tǒng)機(jī)器人模擬打磨工位的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-機(jī)器人與HMI局部 學(xué) 院 電氣工程與自動化學(xué)院 年 級 2021 專 業(yè) 自動化 班 級 ZB02151 學(xué) 號 30 學(xué)生姓名 校內(nèi)導(dǎo)師 職 稱 正高 校外導(dǎo)師 職 稱 論文提交日期 2021-5-15 常熟理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)誠信承諾書本人鄭重聲明： 所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要奉獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)

2、果由本人承當(dāng)。本人學(xué)號9位： 本人簽名： 日期：常熟理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用授權(quán)說明本人完全了解常熟理工學(xué)院有關(guān)收集、保存和使用畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的規(guī)定，即：本科生在校期間進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬常熟理工學(xué)院。學(xué)校有權(quán)保存并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)被查閱和借閱；學(xué)?？梢詫厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)的全部或局部內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，并且本人電子文檔和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)在解密后遵守此規(guī)定。本人簽名： 日期：導(dǎo)師簽名： 日期：產(chǎn)線控制系統(tǒng)機(jī)器人模擬打磨工位的

3、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要隨著現(xiàn)代科技的不斷開展以及勞動力本錢不斷上漲，越來越多的企業(yè)都在摸索如何實(shí)現(xiàn)“機(jī)器換人，以此來提高生產(chǎn)效率和降低勞動生產(chǎn)本錢。經(jīng)過長時間的磨合，工業(yè)機(jī)器人市場與產(chǎn)業(yè)逐漸開展起來，相信在不久的將來，機(jī)器人將滲透各個領(lǐng)域。本課題就是利用機(jī)器人代替人工對工件進(jìn)行重復(fù)性打磨，從而提高生產(chǎn)效率。本課題以ABB的6自由度IRB-1410工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)作為研究對象，利用西門子s7-200PLC編程給機(jī)器人發(fā)送信號,再通過機(jī)器人示教編程來實(shí)現(xiàn)對工件的抓取、圓角打磨、外表打磨、放置四個動作完成該工站的任務(wù)。同時也運(yùn)用西門子人機(jī)界面winccflexible smart v3對機(jī)器人動作

4、進(jìn)行監(jiān)控，畫面包括主界面、電機(jī)運(yùn)行畫面、報警畫面，最后通過PLC和上位機(jī)進(jìn)行通訊連接，從而實(shí)現(xiàn)對該工位的實(shí)時監(jiān)控。當(dāng)然，在做這套系統(tǒng)之前也要事先通過ABB專門的仿真軟件robstudio進(jìn)行模擬仿真畫面，然后按照仿真中的畫面進(jìn)行實(shí)際的安裝。關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人 PLC wincc監(jiān)控 robstudio仿真 Design and Realization of Control System for Simulating Grinding Station of Production Line Control SystemAbstractWith the continuous development

5、of modern technology and rising labor costs, more and more enterprises are groping how to achieve machine substitutions, in order to improve production efficiency and reduce labor costs. After a long run, the industrial robot market and industry gradually developed, I believe in the near future, the

6、 robot will penetrate all areas. This topic is the use of robots instead of artificial parts of the repetitive polished, thereby enhancing production efficiencyThis paper takes ABBs 6-DOF IRB-1410 industrial robot training system as the research object, uses Siemens s7-200PLC programming to send sig

7、nals to the robot, and then through the robot teaching programming to achieve the workpiece crawling, fillet grinding, surface Polish, put four actions to complete the task of the station. But also the use of Siemens man-machine interface winccflexible smart v3 to monitor the robot, the screen, incl

8、uding the main interface, the motor running screen, alarm screen, and finally through the PLC and the host computer for communication connection, in order to achieve real-time monitoring of the station. Of course, before doing this system must also be in advance through ABBs special simulation softw

9、are robstudio simulation screen, and then follow the simulation of the screen for the actual installation.Keywords: IndustrialRobot;PLC;Wincc;Monitor;Robstudio Simulation目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc483211228 1.緒論 PAGEREF _Toc483211228 h 1 HYPERLINK l _Toc483211229 1.1 課題的目的和意義 PAGEREF _Toc48

10、3211229 h 1 HYPERLINK l _Toc483211230 1.2 課題研究的現(xiàn)狀與趨勢 PAGEREF _Toc483211230 h 1 HYPERLINK l _Toc483211231 國內(nèi)外機(jī)器人開展?fàn)顩r PAGEREF _Toc483211231 h 1 HYPERLINK l _Toc483211232 未來的趨勢 PAGEREF _Toc483211232 h 2 HYPERLINK l _Toc483211233 1.3 課題研究的主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc483211233 h 3 HYPERLINK l _Toc483211234 2.打磨去毛刺工

11、站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc483211234 h 4 HYPERLINK l _Toc483211235 2.1 打磨去毛刺工站的工作流程 PAGEREF _Toc483211235 h 4 HYPERLINK l _Toc483211236 2.2 控制系統(tǒng)的總體方案 PAGEREF _Toc483211236 h 4 HYPERLINK l _Toc483211237 2.3 本章小結(jié) PAGEREF _Toc483211237 h 4 HYPERLINK l _Toc483211238 3.打磨去毛刺工站系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483211238 h

12、5 HYPERLINK l _Toc483211239 3.1 PLC的選型及外部接線圖 PAGEREF _Toc483211239 h 5 HYPERLINK l _Toc483211240 .1 PLC選型 PAGEREF _Toc483211240 h 5 HYPERLINK l _Toc483211241 3.1.2 PLC的I/O分配表 PAGEREF _Toc483211241 h 5 HYPERLINK l _Toc483211242 3.1.3 PLC的外部接線圖 PAGEREF _Toc483211242 h 6 HYPERLINK l _Toc483211243 3.2 通

13、訊模塊EMZ77 PAGEREF _Toc483211243 h 7 HYPERLINK l _Toc483211244 3.2.1 EM277模塊地址設(shè)置 PAGEREF _Toc483211244 h 8 HYPERLINK l _Toc483211245 3.2.2 EM277模塊的電路接線圖 PAGEREF _Toc483211245 h 8 HYPERLINK l _Toc483211246 3.3 傳感器的電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483211246 h 8 HYPERLINK l _Toc483211247 傳感器的選型 PAGEREF _Toc483211247 h 8

14、 HYPERLINK l _Toc483211248 該傳感器的工作原理 PAGEREF _Toc483211248 h 9 HYPERLINK l _Toc483211249 3.3.3 中轉(zhuǎn)臺上的傳感器電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483211249 h 9 HYPERLINK l _Toc483211250 3.3.4 抓手上的傳感器及氣缸電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483211250 h 10 HYPERLINK l _Toc483211251 3.4 打磨機(jī)砂輪機(jī)傳送帶的電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483211251 h 11 HYPERLINK l _Toc4832

15、11252 本章小結(jié) PAGEREF _Toc483211252 h 11 HYPERLINK l _Toc483211253 4.打磨去毛刺工站系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483211253 h 12 HYPERLINK l _Toc483211254 4.1 S7-200的通訊連接 PAGEREF _Toc483211254 h 12 HYPERLINK l _Toc483211255 4.1.1 通信方式選擇 PAGEREF _Toc483211255 h 12 HYPERLINK l _Toc483211256 4.1.2 通信參數(shù)設(shè)置 PAGEREF _Toc483211

16、256 h 12 HYPERLINK l _Toc483211257 4.2 PLC控制的流程圖設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483211257 h 14 HYPERLINK l _Toc483211257 4.3 主程序介紹 PAGEREF _Toc483211257 h 14 HYPERLINK l _Toc483211258 4.4本章小結(jié) PAGEREF _Toc483211258 h 18 HYPERLINK l _Toc483211259 5.上位機(jī)監(jiān)控畫面設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483211259 h 19 HYPERLINK l _Toc483211260 5.1 組態(tài)畫

17、面設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483211260 h 19 HYPERLINK l _Toc483211261 5.1.1 工程的創(chuàng)立 PAGEREF _Toc483211261 h 19 HYPERLINK l _Toc483211262 5.1.2 變量連接 PAGEREF _Toc483211262 h 20 HYPERLINK l _Toc483211263 5.1.3 建立變量 PAGEREF _Toc483211263 h 20 HYPERLINK l _Toc483211264 5.1.4 模板畫面設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483211264 h 20 HYPERLINK

18、l _Toc483211265 5.1.5 主畫面設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483211265 h 21 HYPERLINK l _Toc483211266 5.1.6 機(jī)器人信號狀態(tài)畫面設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483211266 h 22 HYPERLINK l _Toc483211267 5.1.7 報警畫面 PAGEREF _Toc483211267 h 23 HYPERLINK l _Toc483211268 5.2 PLC與觸摸屏的通信連接 PAGEREF _Toc483211268 h 24 HYPERLINK l _Toc483211269 本章小結(jié) PAGEREF _

19、Toc483211269 h 24 HYPERLINK l _Toc483211270 6.機(jī)器人仿真與示教編程 PAGEREF _Toc483211270 h 25 HYPERLINK l _Toc483211271 6.1 創(chuàng)立工具 PAGEREF _Toc483211271 h 25 HYPERLINK l _Toc483211272 6.1.1 設(shè)定本地原點(diǎn) PAGEREF _Toc483211272 h 25 HYPERLINK l _Toc483211273 6.1.2 創(chuàng)立工具 PAGEREF _Toc483211273 h 26 HYPERLINK l _Toc48321127

20、4 6.2 創(chuàng)立仿真畫面 PAGEREF _Toc483211274 h 26 HYPERLINK l _Toc483211275 6.2.1 建立機(jī)器人系統(tǒng) PAGEREF _Toc483211275 h 26 HYPERLINK l _Toc483211276 6.2.2 創(chuàng)立畫面 PAGEREF _Toc483211276 h 27 HYPERLINK l _Toc483211277 6.3 用smart組件創(chuàng)立動態(tài)夾具Gripper PAGEREF _Toc483211277 h 27 HYPERLINK l _Toc483211278 6.3.1 建立smart組件 PAGEREF

21、_Toc483211278 h 27 HYPERLINK l _Toc483211279 6.3.2 創(chuàng)立屬性與連結(jié) PAGEREF _Toc483211279 h 28 HYPERLINK l _Toc483211280 6.3.3 創(chuàng)立信號與連接 PAGEREF _Toc483211280 h 28 HYPERLINK l _Toc483211281 6.3.4 工作站邏輯I/O信號設(shè)定 PAGEREF _Toc483211281 h 30 HYPERLINK l _Toc483211282 6.4 示教編程及解析 PAGEREF _Toc483211282 h 30 HYPERLINK

22、l _Toc483211283 6.4.1 示教器常用指令 PAGEREF _Toc483211283 h 30 HYPERLINK l _Toc483211284 6.4.2 程序解析 PAGEREF _Toc483211284 h 32 HYPERLINK l _Toc483211285 本章小結(jié) PAGEREF _Toc483211285 h 32 HYPERLINK l _Toc483211286 7.系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行分析 PAGEREF _Toc483211286 h 35 HYPERLINK l _Toc483211286 8.結(jié)語 PAGEREF _Toc483211286 h 35

23、 HYPERLINK l _Toc483211287 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc483211287 h 36 HYPERLINK l _Toc483211288 致謝 PAGEREF _Toc483211288 h 37 HYPERLINK l _Toc483211289 附錄 PAGEREF _Toc483211289 h 381.緒論 課題的目的和意義首先，最近幾年里我國機(jī)器人這個行業(yè)可謂是開展的非常快，不管是效勞型機(jī)器人還是工業(yè)機(jī)器人，都將成為未來開展的大趨勢，加上目前無人駕駛汽車的快速研發(fā)，相信在不久的將來汽車行業(yè)也將會有一個顛覆性的變化。然而生產(chǎn)汽車最終還是脫離不了工業(yè)機(jī)器人

24、，無論是焊接、打磨、還是噴涂、裝配等等，機(jī)器人產(chǎn)線都發(fā)揮著重大作用。不僅是汽車行業(yè)，還有 等大量自動化行業(yè)都離不開工業(yè)機(jī)器人。再者德國工業(yè)4.0以及中國制造2025和十三五規(guī)劃的相繼出臺，政府和資本的支持給機(jī)器人產(chǎn)業(yè)健康、穩(wěn)定的開展帶來了有利的條件。目前，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在各種自動化生產(chǎn)線上被廣泛地應(yīng)用,在機(jī)器人種類中有著舉足輕重的作用 ,它由四局部構(gòu)成，分別是操作機(jī)、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置。工業(yè)機(jī)器人包括模仿人類關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的關(guān)節(jié)型工業(yè)型機(jī)器人,直角坐標(biāo)型機(jī)器人,圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人、球坐標(biāo)型機(jī)器人、噴漆機(jī)器人、焊接機(jī)器人等。據(jù)專家預(yù)測，工業(yè)機(jī)器人的研究工作已向仿人化特種化智能化開展我們著

25、手設(shè)計(jì)的門架機(jī)器人屬特種化機(jī)器人，所以工業(yè)機(jī)器人的研究具有重大的意義。由于我國工業(yè)生產(chǎn)力開展比擬快，自動化程度迅速提高，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開始實(shí)現(xiàn)了對工件的裝卸、轉(zhuǎn)向、輸送、裝配等作業(yè)的自動化，并減輕工人的勞動強(qiáng)度，已愈來愈引起人們的重視。而研究該課題的意義就在于運(yùn)用機(jī)器人生產(chǎn)線打磨產(chǎn)品，不僅可以提高生產(chǎn)率，降低本錢，還能讓人遠(yuǎn)離打磨機(jī)帶來的噪音傷害，真正能夠?qū)崿F(xiàn)以人為本，最終到達(dá)“機(jī)器換人這一趨勢。 課題研究的現(xiàn)狀與趨勢在我國，工業(yè)機(jī)器人的真正使用到現(xiàn)在已經(jīng)接近20多年了，已經(jīng)根本實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)、引進(jìn)到自主開發(fā)的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)了我國制造業(yè)、勘探業(yè)等行業(yè)的開展。隨著我國門戶的逐漸開放，國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)

26、將面對越來越大的競爭與沖擊，因此，掌握國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場的實(shí)際情況，把握我國工業(yè)機(jī)器人研究的相關(guān)進(jìn)展，顯得十分重要。我國的工業(yè)機(jī)器人從80年代“七五科技攻關(guān)開始起步，在國家的支持下，通過“七五“、八五科技攻關(guān)，目前已根本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)運(yùn)動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了局部機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人；其中有130多臺套噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近30條自動噴漆生產(chǎn)線站上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。根據(jù)國內(nèi)情況，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)才開始開展，但增長的趨勢非?？?。像新松機(jī)器人公司，每年利潤增長很快，但總來

27、說，我國機(jī)器人行業(yè)和國外相比還是有一定差距的。例如：可靠性方面要比國外低，起步也比國外晚，應(yīng)用領(lǐng)域相對較窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)方面與國外比也有一些差距。在國外，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)顯得很成熟，已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，在工業(yè)界被廣泛應(yīng)用。因此逐漸出現(xiàn)了一批很有影響力的機(jī)器人公司。包括：瑞典的ABB Robotics、日本的FANUC、Yaskawa、德國的KUKA Roboter等許多優(yōu)秀公司，以上公司已經(jīng)成為他們地區(qū)無可替代的產(chǎn)業(yè)。21世紀(jì)制造業(yè)將進(jìn)入一個新階段，未來企業(yè)的主導(dǎo)模式將變?yōu)槊艚葜圃臁Ｆ髽I(yè)能不能抓住市場機(jī)遇就要看企業(yè)能否快速開發(fā)出新產(chǎn)品了，這將是企業(yè)贏得競爭的主要手段之一。其次，工業(yè)機(jī)器人具有

28、可編程、基于傳感器控制、自主規(guī)劃、可協(xié)調(diào)作業(yè)等特點(diǎn)，進(jìn)一步發(fā)揮機(jī)器人這些高柔性和智能化特點(diǎn)，使它成為可重組的敏捷制造生產(chǎn)裝備及系統(tǒng)的重要組成局部，為傳統(tǒng)制造企業(yè)向敏捷制造企業(yè)跨躍開展提供重要的技術(shù)支持，是工業(yè)機(jī)器人的開展趨勢。在制造工藝和裝備方面，美國人也曾痛苦地認(rèn)識到他們正在失去制造業(yè)，尤其是裝備制造業(yè)的領(lǐng)袖地位。在對日、德裝備制造業(yè)的興旺進(jìn)行認(rèn)真分析后，美國人發(fā)現(xiàn)其原因在于日、德對制造工藝與裝備研究的投入比例遠(yuǎn)大于美國。于是美國在進(jìn)入90年代后，加強(qiáng)了對制造工藝和裝備的研究。隨著勞動力本錢上升、生產(chǎn)本錢等要素的提高，工業(yè)機(jī)器人在中國的開展日益迅猛，前景廣闊。英國經(jīng)濟(jì)學(xué)家保羅麥基里認(rèn)為，以互

29、聯(lián)網(wǎng)、新材料和新能源為根底，以“數(shù)字化智能制造為核心理念的第三次工業(yè)革命浪潮已經(jīng)到來，而“數(shù)字化智能制造的主體就是工業(yè)機(jī)器人。當(dāng)前全球社會組織形式和經(jīng)濟(jì)開展正發(fā)生深刻變化，隨著人口紅利的逐漸衰減和技術(shù)的飛速開展，機(jī)器人有望閃亮登場，“逆襲人類工業(yè)化進(jìn)程。 課題研究的主要內(nèi)容本文針對實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人產(chǎn)線，主要完成以下幾個方面內(nèi)容：(1)對機(jī)器人產(chǎn)線所在工位的認(rèn)識。(2)該工位的硬件設(shè)計(jì)。(3)通過plc控制機(jī)器人的動作流程。(4研究winccflexible人機(jī)監(jiān)控軟件，利用其設(shè)計(jì)出上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)該工位的自動監(jiān)控，從而讓他人能夠?qū)崟r掌控該工位的情況。(5) 通過robtstudio進(jìn)行模擬仿真

30、。(6) 示教編程機(jī)器人打磨所需要的動作。2.打磨去毛刺工站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 打磨去毛刺工站的工作流程該單元設(shè)備由：ABB機(jī)器人IRB1410、機(jī)器人夾爪、中轉(zhuǎn)臺、打磨機(jī)、砂輪機(jī)、傳送帶組成。當(dāng)中轉(zhuǎn)臺上傳感器感應(yīng)到工件時，機(jī)械手開始啟動準(zhǔn)備夾取工件，直到夾爪上的傳感器感應(yīng)到工件時，夾緊工件；當(dāng)把工件從中轉(zhuǎn)臺夾出后，打磨機(jī)和砂輪機(jī)啟動，之后開始在打磨機(jī)上打磨上一工站標(biāo)定的交貫線，打磨完成后在抓取到砂輪機(jī)上將端面的毛刺去掉，完成打磨后，打磨機(jī)和砂輪機(jī)停止，然后機(jī)器人將工件放入傳送帶上, 傳送帶開啟將工件運(yùn)走。 控制系統(tǒng)的總體方案任何一個典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，從系統(tǒng)總體而言，都要由硬件和軟件兩局部組成

31、。本系統(tǒng)的硬件配置主要由CPU、外部擴(kuò)展模塊EM223、通信模塊EM277、檢測元件、人機(jī)操作界面、以及執(zhí)行元件組成，而軟件那么是由PLC的梯形圖及上位機(jī)的組態(tài)軟件構(gòu)成，其設(shè)計(jì)框圖如圖2-1所示：圖 2-1 總體設(shè)計(jì)框圖2.3 本章小結(jié)本章主要是簡單描述了一下系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能，為實(shí)現(xiàn)此功能而選用的硬件軟件，從而構(gòu)思了一個控制系統(tǒng)的整體框架，這樣從論文的結(jié)構(gòu)上來看比擬清晰，也會有一個明確的方向去完成系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)。3.打磨去毛刺工站系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) PLC的選型及外部接線圖 PLC選型根據(jù)工作流程以及論文設(shè)計(jì)控制需求，本文選用的CPU模塊為S7-200PLC的系列的CPU224CN，CP

32、U224模塊有14輸入點(diǎn)，10輸出點(diǎn)，擴(kuò)展能力強(qiáng)，可連續(xù)7個擴(kuò)展模塊，最大可擴(kuò)展至168個數(shù)字量I/O或35個模擬量I/O點(diǎn)；而且控制能力也很強(qiáng)。如圖3-1所示為CPU224CN模塊：圖 3-1 CPU224CN模塊然而本設(shè)計(jì)共需25個數(shù)字量輸入點(diǎn)和16個數(shù)字量輸出點(diǎn)，因此還需要擴(kuò)展一個16點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出擴(kuò)展模塊EM223，其連接方式如圖3-2所示：圖 3-2 模塊連接圖 PLC的I/O分配表在主機(jī)CPU224模塊中I/O連接主要是模式的選擇及三色燈的狀態(tài)； 16點(diǎn)輸入輸出擴(kuò)展模塊中I/O連接主要是機(jī)器人狀態(tài)反應(yīng)及程序段號的發(fā)送和運(yùn)行，及一個傳感器信號和三個電機(jī)輸出。其I/O地址分配如下表

33、所示：表 PLC的I/O地址分配表輸入輸出CPU224地址名稱地址名稱手動模式自動指示柱燈綠色自動模式手動指示柱燈黃自動啟動故障指示柱燈紅本地模式自動啟動指示遠(yuǎn)程模式故障指示故障復(fù)位急停正常平安門正常16點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出擴(kuò)展模塊EM223地址名稱地址名稱機(jī)器人自動機(jī)器人停止機(jī)器人上電機(jī)器人上電機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)行啟動機(jī)器人機(jī)器人故障故障復(fù)位機(jī)器人機(jī)器人在原點(diǎn)Q3.4備用備用備用備用備用機(jī)器人等待程序號程序確認(rèn)機(jī)器人進(jìn)行程序1發(fā)送程序號1機(jī)器人進(jìn)行程序2發(fā)送程序號2機(jī)器人不在程序段1允許運(yùn)行程序段1機(jī)器人不在程序段2允許運(yùn)行程序段2機(jī)器人不在程序段3允許運(yùn)行程序段3備用打磨機(jī)運(yùn)行備用砂輪機(jī)運(yùn)行中轉(zhuǎn)臺

34、傳感器輸送帶運(yùn)行 PLC的外部接線圖根據(jù)系統(tǒng)要求及PLCI/O地址分配，其PLC外部接線圖如圖3-3所示：圖 3-3 PLC外部接線圖 通訊模塊EMZ77本條產(chǎn)線是將SIEMES 315 PN-DP PLC作為主站，224PLC作為從站,主站300PLC通過Prfibus 線與擴(kuò)展模塊EM277進(jìn)行連接，從站PLC那么通過通信口與擴(kuò)展模塊EM277連接，從而實(shí)現(xiàn)S7-200與S7-300進(jìn)行通信。如圖3-4通信連接圖：圖 3-4通信連接圖 EM277模塊地址設(shè)置本工站作為產(chǎn)線的一個從站，其通信地址是獨(dú)立的，這樣也能更加準(zhǔn)確的到達(dá)通信的目的。而本工站的通信地址為13，所以只需將EM277模塊的旋

35、轉(zhuǎn)按鈕旋轉(zhuǎn)到圖3-5箭頭所示數(shù)字即可。圖 3-5 通信模塊地址設(shè)置 EM277模塊的電路接線圖這個模塊是由空開QF13控制，所以只需將空開的24V電源連接線接到模塊上即可，如圖3-6所示電路圖：圖 3-6 EM277電路接線圖 傳感器的電路設(shè)計(jì)傳感器的選擇很重要，在考慮到系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際工作環(huán)境以及本錢等因素，我們選擇了一款電容式接近開關(guān)。這種傳感器的檢測范圍很廣，因?yàn)殡娙菔浇咏_關(guān)不單單可以檢測金屬類物品，還可以檢測非金屬物品，如水、玻璃等。傳感器本身的電容值不受電極材料的影響，而且穩(wěn)定性較強(qiáng)，所以該傳感器適合本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。其實(shí)物圖如圖3-7所示：圖3-7 電容式傳感器下列圖3-8所示為傳

36、感器的工作原理圖，本設(shè)計(jì)用的是PNP型傳感器，其工作原理是當(dāng)傳感器不動作時，4號端子的電壓為0V，當(dāng)傳感器動作時，由于外接電阻的存在，4號端子電壓為24V，即感應(yīng)到工件時，輸出高電平。圖3-8 PNP傳感器原理圖3.3.3 中轉(zhuǎn)臺上的傳感器電路設(shè)計(jì)當(dāng)中轉(zhuǎn)臺上有工件時，此時傳感器感應(yīng)到工件并將信號傳遞給PLC?；诖宋覀冞x用了三線制接近開光傳感器，棕色接24V，藍(lán)色接0V，信號線接PLC的輸入點(diǎn)。其電路接線圖如圖3-9所示：圖3-9 接近開關(guān)電路圖3.3.4 抓手上的傳感器及氣缸電路設(shè)計(jì)當(dāng)夾爪上的傳感器感應(yīng)到工件時，傳感器將信號傳給機(jī)器人，此時氣閥進(jìn)氣，夾爪夾緊工件；當(dāng)工件被放到傳送帶位置時，此

37、時氣閥放氣，夾爪松開工件。其電路圖如圖3-10所示：圖3-10 傳感器及氣缸電路設(shè)計(jì) 打磨機(jī)砂輪機(jī)傳送帶的電路設(shè)計(jì)當(dāng)程序一完成后，機(jī)器人會給PLC發(fā)送信號，PLC接收到信號后會啟動打磨機(jī)和砂輪機(jī)。當(dāng)完成程序三后，同樣機(jī)器人會給PLC發(fā)送信號，PLC接收到信號后會啟動傳送帶。其電路接線圖如圖3-11所示：圖3-11 打磨機(jī)砂輪機(jī)傳送帶的電路接線圖本章主要介紹了PLC的選型以及根據(jù)根據(jù)點(diǎn)的多少選用什么類型的擴(kuò)展模塊，最終繪制I/O分配圖。其次又介紹了通信模塊EM277及電路接線圖，最后介紹了傳感器的選型、工作原理、電路圖設(shè)計(jì)及三個電機(jī)的電路設(shè)計(jì)。以上即為本工作站的硬件電路設(shè)計(jì)。4.打磨去毛刺工站系

38、統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用的是西門子公司S7-200系列PLC的編程軟件STEP7-Micro/WIN，這個軟件功能還是很強(qiáng)大的，主要用于開發(fā)S7-200系列PLC的用戶程序，以及監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，檢查排除系統(tǒng)故障，管理用戶程序文檔等。以下對如何使用編程軟件進(jìn)行介紹，操作界面如圖4-1所示：圖4-1 編程軟件STEP7-Wicro/WIN主界面 S7-200的通訊連接.1 通信方式選擇STEP7-Micro支持PPI通信協(xié)議，可用PC/PPI電纜將電腦與PLC進(jìn)行通訊，其連接如圖4-2所示：圖4-2 PLC與PC機(jī)的通信連接.2 通信參數(shù)設(shè)置1接下來需要在編程軟件中進(jìn)行通信的參數(shù)設(shè)置，首先選擇PLCl

39、類型CPU224CN，如圖4-3所示：圖4-3 PLC類型2設(shè)置PG/PC接口，選擇PC/PPIcable(PPI),雙擊然后點(diǎn)擊本地連接到USB端口，如圖4-4所示： 圖4-4 PG/PC設(shè)置3在PPI中設(shè)置參數(shù)，即地址A:0、超時T：1s、傳輸率R：9.6kbps、最高站地址H：31，最后選擇通信，點(diǎn)擊刷新，找到地址，單擊“確定。如圖4-5所示： 圖4-5 PPI參數(shù)設(shè)置及計(jì)算機(jī)接口設(shè)置4最后點(diǎn)擊工具欄上的下載鍵，便可將程序下進(jìn)PLC中。 PLC控制的流程圖設(shè)計(jì)該工站可以分為機(jī)器人抓件、工件打磨拋光、機(jī)器人放件三個動作1.當(dāng)中轉(zhuǎn)臺上有工件時，傳感器將感應(yīng)到的信號傳送給PLCI2.2，PLC

40、給機(jī)器人發(fā)送程序號1，然后機(jī)器人進(jìn)入程序1，并將信號反應(yīng)給PLC，直到機(jī)器人接收到允許運(yùn)行1信號后機(jī)器人才能運(yùn)行程序段1,開始到中轉(zhuǎn)臺上抓件。1完成后，機(jī)器人給PLC發(fā)送信號，PLC接到信號后啟動打磨機(jī)和砂輪機(jī),機(jī)器人開始運(yùn)行程序段2,對工件進(jìn)行圓角打磨以及對平面拋光處理。3.當(dāng)程序段2完成后，打磨機(jī)和砂輪機(jī)停止運(yùn)行，機(jī)器人開始運(yùn)行程序段3，將工件放到傳送帶上，當(dāng)程序段3完成后，傳送帶啟動，機(jī)器人返回原點(diǎn)。根據(jù)以上控制要求，設(shè)計(jì)的流程圖如圖4-6所示：圖4-6 PLC控制流程圖1、當(dāng)中轉(zhuǎn)臺有工件時，PLC給機(jī)器人發(fā)送程序號一2、機(jī)器人運(yùn)行程序段一功能：機(jī)器人開始到中轉(zhuǎn)臺上抓件3、當(dāng)程序段一完成

41、后，打磨機(jī)和砂輪機(jī)啟動，機(jī)器人開始執(zhí)行程序段二功能：對工件進(jìn)行圓角打磨及外表拋光1打磨機(jī)運(yùn)行2砂輪機(jī)運(yùn)行3機(jī)器人運(yùn)行程序段三4、當(dāng)程序段二完成后，打磨機(jī)和砂輪機(jī)停止，機(jī)器人開始運(yùn)行程序段三功能：機(jī)器人將打磨好的工件放在傳送帶上 本章小結(jié)本章主要是用s7-200作為下位機(jī)軟件進(jìn)行程序的編寫，然后通過PC/PPI電纜進(jìn)行通信，在s7-200中進(jìn)行通信參數(shù)設(shè)置，最后畫出控制功能流程圖，根據(jù)流程圖編寫相應(yīng)的程序5.上位機(jī)監(jiān)控畫面設(shè)計(jì)由于下位機(jī)我們用的是STEP7，這里上位機(jī)也就同樣用西門子公司的軟件wincc, wincc本身提供S7-200的驅(qū)動軟件，因此使PLC與上位機(jī)的聯(lián)結(jié)可以變得非常容易。在工

42、業(yè)過程監(jiān)控系統(tǒng)中采用wincc監(jiān)控組態(tài)軟件，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置監(jiān)控對象，通過監(jiān)控界面只管動態(tài)顯示，控制過程清晰明確，能夠準(zhǔn)確把握當(dāng)前的各種運(yùn)行狀況，可以簡化操作，大大提高系統(tǒng)監(jiān)控能力?；诖?，我們決定選用wincc作為組態(tài)軟件。 組態(tài)畫面設(shè)計(jì)根據(jù)工站的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這里將創(chuàng)立四個畫面，其中模板畫面用于其它三個畫面中，其余畫面分別為主畫面、機(jī)器人狀態(tài)畫面、報警畫面，其設(shè)計(jì)框圖如下5-1所示：模板畫面主畫面機(jī)器人信號狀態(tài)畫面報警畫面圖5-1 組態(tài)畫面結(jié)構(gòu)框圖 工程的創(chuàng)立翻開Wincc Flexible Smart軟件，單擊“創(chuàng)立一個空工程，選擇設(shè)備類型為“Smart 700 IE V3,單擊確定。如

43、圖5-2所示：圖5-2 Wincc Flexible Smart界面 變量連接選擇左邊的通訊，單擊“連接，由于這里我們選擇的是PLC編程，所以通訊也是和PLC通訊。在出現(xiàn)的框圖中名稱填寫“PLC、通訊驅(qū)動程序選擇“SIMATIC S7-200，在線選擇“開，如圖5-3所示 圖5-3 通訊設(shè)置 建立變量選擇左邊的通訊，單擊“變量，連接一欄中選擇PLC連接，數(shù)據(jù)類型和地址那么根據(jù)要求設(shè)定，其所有變量設(shè)置如圖5-4所示：圖 5-4 變量設(shè)置 模板畫面設(shè)計(jì)顧名思義模板畫面就是將畫面嵌入在其它畫面中。在左上方添加“燈測試和“系統(tǒng)退出兩個按鈕。在下方添加“主畫面、“機(jī)器人信號狀態(tài)、“報警信息三個按鈕。在右

44、上方添加一個報警指示器，如圖5-5所示：圖5-5 模板畫面雙擊按鈕，在“事件中點(diǎn)開“單擊，添加相應(yīng)的函數(shù)。在“燈測試按鈕中設(shè)置“SetBit和“ResetBit兩個函數(shù)；在“系統(tǒng)退出按鈕中設(shè)置“StopRuntime函數(shù)；在下面三個按鈕中設(shè)置“Activatescreen函數(shù)；而在報警指示器中設(shè)置“ShowAlarmWindow函數(shù)。 主畫面設(shè)計(jì)主畫面是監(jiān)控系統(tǒng)的核心畫面。實(shí)現(xiàn)的功能最多，主要包括畫面運(yùn)行圖以及三個電機(jī)運(yùn)行指示燈顯示、機(jī)器人抓件，打磨，放件指示燈運(yùn)行狀態(tài)以及急停平安門指示燈、傳感器信號指示燈的顯示狀況。操作模式選擇手動，無一類故障，畫面選擇電機(jī)運(yùn)行，啟動時左上方小圓是綠色的；電

45、機(jī)默認(rèn)手動方式是點(diǎn)動模式，在此模式下，按啟動按鈕，按鈕背景變成綠色，電機(jī)運(yùn)行。停止時，再次按點(diǎn)動，取消電機(jī)運(yùn)行；如圖5-6所示： 圖5-6主畫面在每個電機(jī)下都有一個“啟動和“點(diǎn)動以及一個小圓圈指示燈，而在“啟動按鈕中單擊時函數(shù)為“SetBitInTag,釋放時函數(shù)設(shè)置為“ResetBitInTag,在“點(diǎn)動按鈕中單擊時函數(shù)設(shè)為“InvertBitInTag。 機(jī)器人信號狀態(tài)畫面設(shè)計(jì)機(jī)器人的信號狀態(tài)畫面，主要是機(jī)器人與PLC之間的信號傳遞。當(dāng)機(jī)器人在自動模式、上電、系統(tǒng)已啟動、機(jī)器人在原點(diǎn)的都具備的情況下，機(jī)器人便把這些信息發(fā)給PLC。當(dāng)PLC接收到信息后，便開始向機(jī)器人發(fā)送程序號，機(jī)器人接收到

46、信息后便開始進(jìn)入該程序號，等到PLC再向機(jī)器人發(fā)送啟動信號時，機(jī)器人便開始運(yùn)行該程序。如圖5-7所示：圖5-7 機(jī)器人信號狀態(tài)畫面 報警畫面當(dāng)出現(xiàn)一類故障和二類故障時，報警畫面將會出現(xiàn)報警，其畫面如圖5-8所示：圖5-8 報警畫面：表5.1 報警表類別故障觸發(fā)變量觸發(fā)器地址一類故障系統(tǒng)急停Alarm1平安門翻開Alarm1二類故障機(jī)器人運(yùn)行程序段一故障Alarm2機(jī)器人運(yùn)行程序段二故障Alarm2機(jī)器人運(yùn)行程序段三故障Alarm2機(jī)器人在手動模式Alarm2機(jī)器人未上電Alarm2機(jī)器人系統(tǒng)未運(yùn)行Alarm2機(jī)器人故障Alarm2與主控通訊中斷Alarm2 PLC與觸摸屏的通信連接這里采用的是

47、PPI電纜線將PLC通訊口與觸摸屏通訊口連接起來，從而實(shí)現(xiàn)兩邊的信息交互。其結(jié)構(gòu)如圖5-9所示：圖5-9 PLC與觸摸屏通信連接本章主要介紹的是下位機(jī)wincc組態(tài)軟件，利用組態(tài)軟件對PLC進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。這里創(chuàng)立了三個主要畫面，分別為主畫面、機(jī)器人信號狀態(tài)畫面、報警畫面。最后利用PPI電纜將兩個通訊口連接起來，實(shí)現(xiàn)兩邊信息交互6.機(jī)器人仿真與示教編程由于本系統(tǒng)所采用的是ABB工業(yè)機(jī)器人，所以這里也就直接用了ABB公司配套的軟件RobotStudio，這個軟件是機(jī)器人本體商中做的最好的一款。RobotStudio支持機(jī)器人的整個生命周期，使用圖形化編程、編輯和調(diào)試機(jī)器人系統(tǒng)來創(chuàng)立機(jī)器人的運(yùn)行，并

48、模擬優(yōu)化現(xiàn)有的機(jī)器人程序，然而這款軟件僅支持ABB機(jī)器人使用，局限性較大。翻開軟件創(chuàng)立一個空工作站，如圖6-1所示為robtstudio仿真軟件的界面。圖6-1 robtstudio界面 創(chuàng)立工具因?yàn)閯倢?dǎo)入進(jìn)來的夾爪僅僅是一個3D模型，并無法裝在機(jī)器人法蘭盤上，因此我們需要將夾爪創(chuàng)立成夾爪工具，這樣才能安裝在機(jī)械臂上，隨著機(jī)械臂的運(yùn)動而運(yùn)動。 設(shè)定本地原點(diǎn)現(xiàn)將3D夾爪模型導(dǎo)入robtstudio中，然后右擊該夾爪，選擇“位置“放置“三點(diǎn)法，依次設(shè)置圖6-2所示的三個點(diǎn)位置。圖6-2三點(diǎn)位置在位置設(shè)定好以后，接下來就要設(shè)置夾爪的本地原點(diǎn)，右擊夾爪工件“修改“設(shè)定本地原點(diǎn)出現(xiàn)的框架中所有數(shù)據(jù)都填0

49、 創(chuàng)立工具先創(chuàng)立一個工具坐標(biāo)，然后在點(diǎn)擊建模功能選項(xiàng)卡中單擊“創(chuàng)立工具，點(diǎn)擊“使用已有部件，單擊下一個，然后單擊箭頭所示方向，點(diǎn)擊完成，到這我們要用的工具就創(chuàng)立好了。此時之前的3D模型夾爪已經(jīng)變成機(jī)械裝置了，如圖6-3所示。接下來我們就可以把夾爪裝置安裝在機(jī)器人上了。圖6-3創(chuàng)立夾爪的機(jī)械裝置 創(chuàng)立仿真畫面為了能進(jìn)行畫面的模擬，需要先將畫面導(dǎo)入robtstudio中。6. 建立機(jī)器人系統(tǒng)在完成上面的操作后，要為機(jī)器人進(jìn)行加載系統(tǒng)從而建立虛擬控制器，使其擁有電器的特性完成相關(guān)的仿真動作。在根本選項(xiàng)單擊“機(jī)器人系統(tǒng)里的“從布局來 創(chuàng)立系統(tǒng)如圖6-4左所示，單擊后知道右下角控制器顏色變綠才算成功，如

50、圖6-4右所示圖6-4創(chuàng)立機(jī)器人系統(tǒng) 創(chuàng)立畫面在系統(tǒng)創(chuàng)立完成之后，便可以把需要的3D模型轉(zhuǎn)換成stp格式，然后導(dǎo)入這個軟件中，經(jīng)布局和修飾最終以如圖6-5所示，其圓圈局部就是機(jī)器人工作的區(qū)域。圖6-5 仿真布局 用smart組件創(chuàng)立動態(tài)夾具Gripper當(dāng)按鈕啟動，機(jī)械手臂去抓工件直到傳感器感應(yīng)到工件時，這時夾爪便抓住工件，當(dāng)把工件放到傳送帶上時，夾爪便松開。因此這兩個動作便要做個組件，以此來實(shí)現(xiàn)上面的動作。.1 建立smart組件 設(shè)定夾具屬性過程如圖6-6所示，單擊“建模功能選項(xiàng)卡中的smart組件，然后將其命名為Gripper。在單擊添加組件，添加下列圖6-6幾個組件，并設(shè)定相關(guān)參數(shù)。圖

51、6-6相關(guān)組件設(shè)置.2 創(chuàng)立屬性與連結(jié)在“屬性與連結(jié)選項(xiàng)卡中單擊“添加連結(jié)，如圖6-7所示： LineSensor的屬性SensedPart指的是線傳感器所檢測到的與其發(fā)生接觸的物體，此處連結(jié)的意思是將線傳感器所檢測到的物體作為拾取的子對象；而Attacher連結(jié)的意思是將拾取的子對象作為釋放的子對象。圖6-7屬性連接.3 創(chuàng)立信號與連接在“信號和連接選項(xiàng)卡中單擊“添加I/O signals,首先創(chuàng)立一個數(shù)字輸入信號digrip，用于控制夾具夾取、松開動作，置1為氣缸充氣夾取，置0為放氣松開，屬性如圖6-8所示。同理在創(chuàng)立一個數(shù)字輸出信號dorelease，用于反應(yīng)信號，置1為氣缸充氣，置0為

52、氣缸放氣。圖6-8創(chuàng)立信號接下來就開始建立信號連接，在“信號和連接選項(xiàng)卡中單擊“添加I/O Connection依次添加幾個I/O連接。開啟氣缸動作信號digrip觸發(fā)傳感器開始執(zhí)行檢測，如圖6-9所示： 圖6-9信號連接當(dāng)傳感器檢測到物體之后觸發(fā)拾取動作執(zhí)行時，設(shè)置信號連接為LineSensor_SensorOut_Attacher_Execute；然后利用非門的中間連接，實(shí)現(xiàn)的是當(dāng)氣缸放氣后觸發(fā)松開動作執(zhí)行，其信號連接設(shè)置為MyNewTool_digrip_LogiGateNOT_InputALogiGateNOT_Output_Detacher_Excute；當(dāng)夾取動作完成后觸發(fā)置位/復(fù)

53、位組件執(zhí)行“置位動作，其信號連接設(shè)置為Attacher_Executed_LogicSRLatch_Set；當(dāng)松開動作完成后觸發(fā)置位/復(fù)位組件執(zhí)行“復(fù)位動作時，其信號連接設(shè)置為Detacher_Executed_LogicSRLatch_Reset；置位/復(fù)位組件的動作觸發(fā)氣缸反應(yīng)信號置位/復(fù)位動作，實(shí)現(xiàn)的最終效果為當(dāng)夾取動作完成后dorelease置1，當(dāng)夾爪松開后doqigang置0，其信號連接為LogicSRLatch_Output_MyNewTool_dorelease；6.3.4 工作站邏輯I/O信號設(shè)定在本工作站中，機(jī)器人的程序以及I/O信號已經(jīng)提前設(shè)定完成，我們無需再做編輯。通過

54、前面的任務(wù)，我們已經(jīng)根本設(shè)定完成Smart組件的動態(tài)效果，接下來需要設(shè)定smart組件與機(jī)器人端的信號通信，從而完成整個工作站的仿真動畫。工作站邏輯設(shè)定即：將smart組件的輸入/輸出信號與機(jī)器人端的輸入輸出信號作一個關(guān)聯(lián)。Smart組件的輸出信號作為機(jī)器人端的輸入信號，機(jī)器人端的輸出信號作為smart組件的輸入信號，此處就可以將smart組件當(dāng)做一個與機(jī)器人進(jìn)行I/O通信的plc來看待。首先對機(jī)器人進(jìn)行I/O信號設(shè)定，在“控制器功能選項(xiàng)卡下，單擊“配置編輯器選擇“I/O system雙擊“signal定義兩個I/O信號所示：I/O信號說明NameTypeofSignal作用Direlease

55、Digital Input數(shù)字輸入信號，作氣缸反應(yīng)信號DogripDigital Output數(shù)字輸出信號，用作控制氣缸動作然后設(shè)定工作站邏輯，在“仿真功能選項(xiàng)卡中單擊“工作站邏輯，進(jìn)入“信號和連接選項(xiàng)，單擊“添加I/O Connection,需要添加兩個I/O連接。如圖6-10所示。一是機(jī)器人端的控制氣缸動作的信號與smart夾具的動作信號相關(guān)聯(lián)，二是smart夾具的氣缸反應(yīng)信號與機(jī)器人端的氣缸反應(yīng)信號相關(guān)聯(lián)。圖6-10I/O連接6.4 示教編程及解析6.4.1 示教器常用指令由于上面我們已經(jīng)把機(jī)器人系統(tǒng)、夾具、信號、位置都已經(jīng)設(shè)定好了，接下來我們就可以開始編程了。首先在robtstudio

56、軟件中翻開“示教器，然后將示教器置于手動狀態(tài)，通過控制面板將英文改為中文，這樣也易于后面的操作。如圖6-11圖6-11示教器點(diǎn)擊程序編輯器，在例行程序中新建如圖6-12所示的幾個程序文件：圖6-12例行程序文件接下來就可以在相應(yīng)的文件中編寫相應(yīng)的程序了，而本工作站中最常用的是一下幾個指令： = 1 * GB3 MoveL:線性運(yùn)動指令將機(jī)器人TCP沿直線運(yùn)動到給定目標(biāo)點(diǎn) = 2 * GB3 MoveJ：關(guān)節(jié)運(yùn)動指令將機(jī)器人TCP快速移動至給定目標(biāo)點(diǎn)，運(yùn)動軌跡不一定是直線 = 3 * GB3 MoveC：圓弧運(yùn)動指令將機(jī)器人TCP沿圓弧運(yùn)動至給定目標(biāo)點(diǎn) = 4 * GB3 MoveAbsj:絕對

57、運(yùn)動指令將機(jī)器人各關(guān)節(jié)軸運(yùn)動至給定位置 = 5 * GB3 Set:將數(shù)字輸出信號置1 = 6 * GB3 Reset：將數(shù)字輸出信號置0 = 7 * GB3 WaitTime:等待時間.2 程序解析見附錄本章節(jié)主要是用ABB公司的robtstudio軟件對打磨工作站進(jìn)行一個真實(shí)仿真運(yùn)行的情況，當(dāng)組件中所有參數(shù)設(shè)定好以及工作站I/O設(shè)定完成后，便可以在虛擬示教器上進(jìn)行程序的編寫，完成相應(yīng)的動作。7.系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行分析當(dāng)中轉(zhuǎn)臺上有工件時，傳感器將感應(yīng)到的信號傳送給PLC，PLC給機(jī)器人發(fā)送程序號1，然后機(jī)器人進(jìn)入程序1，并將信號反應(yīng)給PLC，直到機(jī)器人接收到允許運(yùn)行1信號后機(jī)器人才能運(yùn)行程序段1,

58、開始到中轉(zhuǎn)臺上抓件。如圖7-1所示：圖7-1 機(jī)器人抓件當(dāng)程序段1完成后，機(jī)器人給PLC發(fā)送信號，PLC接到信號后啟動打磨機(jī)和砂輪機(jī),機(jī)器人開始運(yùn)行程序段2,對工件進(jìn)行圓角打磨以及對平面拋光處理。如圖7-2所示： 圖7-2圓角打磨及平面拋光當(dāng)程序段2完成后，打磨機(jī)和砂輪機(jī)停止運(yùn)行，機(jī)器人開始運(yùn)行程序段3，將工件放到傳送帶上，當(dāng)程序段3完成后，傳送帶啟動，機(jī)器人返回原點(diǎn)。如圖7-3所示：圖7-3機(jī)器人將工件放到傳送帶上8.結(jié)語本課題主要介紹了工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)線在國內(nèi)、國外的開展?fàn)顩r及未來前景。由于學(xué)校引進(jìn)了ABB6軸機(jī)器人生產(chǎn)線，因此對此展開研究和設(shè)計(jì)，并給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。本課題首先對6自由度工

59、業(yè)機(jī)器人主體進(jìn)行了初步的了解和認(rèn)識，然后對其相應(yīng)的硬件局部作了介紹。而控制該機(jī)器人那么是由西門子公司的PLC 200系列進(jìn)行控制，因此我們用STEP-Micro/WIN軟件進(jìn)行了相應(yīng)的編程，發(fā)送相關(guān)的信號讓機(jī)器人執(zhí)行相關(guān)的動作。比方機(jī)器人抓件完成，plc發(fā)送給機(jī)器人一個信號，機(jī)器人便開始進(jìn)行打磨拋光動作，然后plc在發(fā)送一個信號，機(jī)器人執(zhí)行放件動作，如此循環(huán)運(yùn)行。在完成機(jī)器人的根本動作，為了能夠讓生產(chǎn)線更好的被利用，我們有進(jìn)行對其監(jiān)控，由于下位機(jī)我們使用的是西門子公司的，所以這里我們還是用了西門子公司的wincc進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)、信號傳輸狀態(tài)，如果生產(chǎn)線出現(xiàn)任何問題監(jiān)控畫面就會有

60、報警產(chǎn)生，這及大地方便操作人員實(shí)時了解生產(chǎn)線情況。最后為了機(jī)器人在運(yùn)行過程中不會因?yàn)榕c器件之間距離不適宜，發(fā)生碰撞之類的事，我們還專門利用ABB旗下robtstudio對機(jī)器人動作進(jìn)行了一個模擬仿真，讓其更加形象化。通過本次的研究，我受益匪淺，不僅對plc和wincc有了更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，還意識到了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)未來的前景，奠定了我以后的工作方向。參考文獻(xiàn)1蔣慶斌，陳小艷.工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2021.2騰宏春，工業(yè)機(jī)器人與機(jī)械手M.北京：電子工業(yè)出版社，2021.3甄立東，等.西門子WinCC V7根底與應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2021.4梁綿鑫，等.WinCC根底及