任務十二伺服電機變位機工作站安裝與調(diào)試

本工作站以模擬工業(yè)機器人弧焊典型應用中的帶變位機的復雜工件焊接為例,利用IRB120搭配焊槍配合伺服電機變位機工作站,實現(xiàn)對帶變位機的復雜工件焊接的模擬訓練。本工作站還通過RobotStudio軟件預置了動作效果,在此基礎上實現(xiàn)I/O配置、程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建、目標點示教、程序編寫及調(diào)試,最終完成帶變位機的復雜工件焊接應用程序的編寫。通過本任務學習,使讀者掌握工業(yè)機器人在帶變位機的復雜工件焊接應用中的程序編寫技巧。伺服電機變位機工作站布局如圖12-1所示。圖12-1伺服電機變位機工作站布局

變位機工作站套件主要包含一臺伺服電機、變位機、支架、翻轉(zhuǎn)機構、夾具等。工作時由PLC通過脈沖信號控制伺服驅(qū)動器對伺服電機進行驅(qū)動,電機運行帶動翻轉(zhuǎn)機構進行翻轉(zhuǎn),模擬工業(yè)機器人弧焊典型應用中的帶變位機的復雜工件焊接。本任務可學習PLC對伺服的閉環(huán)控制,PLC和機器人的聯(lián)機控制,PLC、伺服、機器人的協(xié)同工作控制等。

1)掌握伺服電機與工業(yè)機器人的配合應用。2)掌握PLC控制系統(tǒng)與工業(yè)機器人的配合應用。1.工作站硬件配置(1)安裝工作站套件準備1)打開模塊存放柜找到伺服變位機套件,使用內(nèi)六角扳手拆卸套件。2)把套件放至鉗工桌桌面,并選擇焊槍夾具、夾具與機器人的連接法蘭、安裝螺釘(若干)、伺服電機編碼器線纜、動力線。3)選擇合適型號的內(nèi)六角扳手把托盤拆除。(2)工作站安裝1)選擇合適的螺釘,把套件安裝至機器人操作對象承載平臺的合理

位置,且伺服電機與變位機構通過聯(lián)軸器連接。注意保證兩個機構的同軸度。2)夾具安裝:首先把夾具與機器人的連接法蘭安裝至機器人六軸法

蘭盤上,然后再把焊槍夾具固定至連接法蘭上。(3)工作站I/O信號電路連接PLC控制柜內(nèi)的配線已經(jīng)完成,更換不同工作站套件時只需根據(jù)工

作站的I/O信號配置(見表12-1)對處于機器人操作對象承載平臺側(cè)

面的集成信號接線端子盒進行接線即可。表12-1變位機工作站I/O表注:PLC控制柜內(nèi)的配線已經(jīng)完成,伺服驅(qū)動器I/O信號直接由PLC

控制,集成信號接線端子盒只需連接原點位置檢測傳感器信號即可。根據(jù)工作站I/O表,把工作站傳感器與集成信號接線端子盒正確連

接,如圖12-2所示。圖12-2變位機工作站接線圖(4)控制柜模式選擇控制柜有演示模式和實訓模式兩種。變位機站工作站中,伺服電機不能由面板插線直接驅(qū)動,只能選擇演示模式,由PLC驅(qū)動伺服電機。演示模式時,PLC電器柜內(nèi)所有配線已完成,控制柜面板模式選擇開關選擇“演示模式”。工作站I/O信號直接由PLC進行控制。PLC直接控制伺服驅(qū)動器驅(qū)動伺服變位機工作。2.工作站仿真系統(tǒng)配置(1)解壓并初始化(2)標準I/O板配置將控制器界面語言改為中文并將運行模式轉(zhuǎn)換為手動,之后依次

單擊“ABB菜單”→“控制面板”→“配置”,進入“I/O主題”,

配置I/O信號。本工作站采用標配的ABB標準I/O板,型號為DSQC

652(16個數(shù)字輸入,16個數(shù)字輸出),則需要在DeviceNetDevice中設

置此I/O單元的Unit相關參數(shù),并在Signal中配置具體的I/O信號參

數(shù),配置見表11-2和表11-3。表12-2Unit單元參數(shù)在此工作站中,配置了兩個數(shù)字輸入信號和兩個數(shù)字輸出用于相

關動作的控制。表12-3I/O信號參數(shù)(3)創(chuàng)建工具數(shù)據(jù)在本工作站應用中,機器人所使用的焊槍工具為不規(guī)則形狀,這樣

的工具很難通過測量的方法計算出工具尖點相對于初始工具坐標

tool0的偏移,所以通常采用特殊的標定方法來定義新建的工具坐標系。本工作站中使用六點標定法,即前四個點為TCP標定點,后兩個點(X、Z點)為方向延伸點,在軌跡工件臺上設置有一尖點作為工具數(shù)據(jù)的示教點,具體操作過程請參照任務五,進行工具數(shù)據(jù)Tooldata_1的設定,如圖12-3所示。在示教器中,工具數(shù)據(jù)最終值見表12-4。圖12-3機器人的工具坐標系Tooldata_1(4)創(chuàng)建工件坐標系數(shù)據(jù)在本工作站中,因只需對工件進行焊接處理,故此處未設定工件坐

標系,而是采用系統(tǒng)默認的初始工件坐標系Wobj0(此工作站的Wobj0與機器人基坐標系重合)。表12-4工具坐標系Tooldata_1數(shù)據(jù)(5)創(chuàng)建載荷數(shù)據(jù)在本工作站中,因焊槍工具較輕,故無須重新設定載荷數(shù)據(jù)。(6)程序模板導入I/O配置完成后,將程序模板導入該機器人系統(tǒng)中,在示教器的程序

編輯器中可進行程序模塊的加載,依次單擊“ABB菜單”→“程序編輯器”,若出現(xiàn)加載程序提示框,則暫時單擊“取消”,之后可在程序模塊界面中進行加載。圖12-4伺服電機變位機工作站的控制流程圖瀏覽至前面所創(chuàng)建的備份文件夾,選擇“MainModule.mod”,再單

單擊“確定”按鈕,完成程序模板的導入。3.程序編寫與調(diào)試(1)工藝流程圖本工作站模擬工業(yè)機器人弧焊典型應用中的帶變位機的復雜工件焊接,變位機由PLC控制的伺服電機驅(qū)動。在工作過程中,機器人和PLC需要進行信息溝通,如機器人請求變位機復位、置位,PLC向機器人發(fā)出復位完成、置位完成信號等。伺服電機變位機工作站的控制流程圖如圖12-4所示。(2)程序編寫工作站程序主要由主程序、初始化子程序、焊接工件上半部分子

程序、焊接工件下半部分程序組成。主程序如下:焊接過程中,機器人請求變位機復位、置位信號為DO1,為便于仿

真,PLC向機器人發(fā)出復位完成、置位完成信號用延時代替。焊接工件上半部分子程序如下所示,下半部分子程序與上半部分子程序相似。4.示教目標點完成坐標系標定后,需要示教基準目標點。在此工作站中,需要示教原位phome、焊接基準點p10、p20、p30、p40、p50等。在例行程序中有專門用于示教基準目標點的程序Path_10(),在程序編輯器菜單中找到該程序,如圖12-5所示。示教目標點時,需要注意,手動操作畫面當前使用的工具和工件坐標系要與指令里面的參考工具和工件坐標系保持一致,否則會出現(xiàn)“選擇的工具、工件錯誤”等警告。phome點的示教位置如圖12-6所示。圖12-5示教目標點程序圖12-6phome點的示教位置手動狀態(tài)下將主程序逐步運行到p10、p20、p30、p40、p50等位

置后選擇“修改位置”,將當前位置存儲到對應的位置數(shù)據(jù)存儲器里,即完成相應點的示教任務。具體示教過程請參照前面相關任務。完成示教基準點后,將工作站復位,單擊仿真播放按鈕,查看工作站

運行狀態(tài),若正常則保存該工作站。本工作站的難點在于如何規(guī)劃機器人的運行軌跡,示例程序只提供了一種設計思路,讀者可以嘗試不同的方法來修改運行軌跡,在保證軌跡安全的前提下,盡量縮短機器人的運行路徑,從而提高裝配效率。任務十三自動生產(chǎn)線工作站安裝與調(diào)試

本工作站以自動生產(chǎn)線上工業(yè)機器人的典型應用為例,利用IRB120搭配專用工件夾具實現(xiàn)在自動生產(chǎn)線上搬運物品的過程。本工作站中還通過RobotStudio軟件預置了動作效果,在此基礎上實現(xiàn)I/O配置、程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建、目標點示教、程序編寫及調(diào)試,最終完成自動生產(chǎn)線上工業(yè)機器人搬運物品程序的編寫。通過本章學習,使讀者掌握工業(yè)機器人在自動生產(chǎn)線上應用的程序編寫技巧。自動生產(chǎn)線工作站布局如圖13-1所示。

自動生產(chǎn)線工作站包含供料單元、同步輸送帶、變頻器、三相異步電動機、碼垛工作臺等,且三相異步電動機側(cè)軸裝有旋轉(zhuǎn)編碼器,便于對電機閉環(huán)控制,可精確定位物料的位置。工作時,控制系統(tǒng)控制供料單元進行供料、推料至輸送帶,待物料輸送至輸送線末端時,機器人進行物料分揀碼垛工作。該站主要用于模擬生產(chǎn)線的碼垛綜合應用,也可自由搭配,作為模擬物流分揀工作站。

1)掌握同步輸送帶的控制方法。2)掌握變頻器所控制的三相異步電動機調(diào)速功

能。3)掌握旋轉(zhuǎn)編碼器在定位中的作用。

1.工作站硬件配置(1)安裝工作站套件準備1)打開模塊存放柜找到自動生產(chǎn)線套件,使用內(nèi)六角扳手拆卸套件。2)把套件放至鉗工桌桌面,并選擇吸盤夾具、夾具與機器人的連接法蘭、安裝螺釘(若干)、三相異步電動機動力線。3)選擇合適型號的內(nèi)六角扳手把托盤拆除;(2)工作站安裝1)選擇合適的螺釘,把套件安裝至機器人操作對象承載平臺的合理

位置。2)夾具安裝:首先把夾具與機器人的連接法蘭安裝至機器人六軸法

蘭盤上,然后再把吸盤夾具固定至連接法蘭上,如圖13-2所示。(3)工作站I/O信號電路連接PLC控制柜內(nèi)的配線已經(jīng)完成,更換不同工作站套件時只需根據(jù)工

作站的I/O信號配置(見表13-1)對處于機器人操作對象承載平臺側(cè)面的集成信號接線端子盒進行接線即可。圖13-1自動生產(chǎn)線工作站布局圖13-2自動生產(chǎn)線六軸法蘭盤安裝表13-1自動生產(chǎn)線工作站I/O表注:PLC控制柜內(nèi)的配線已經(jīng)完成,變頻器信號直接由PLC控制,集成信號接線端子盒只需連接工作站上的傳感器及執(zhí)行氣缸電磁閥信號即可。根據(jù)工作站I/O表,把工作站傳感器與集成信號接線端子盒正確連

接,如圖13-3所示。圖13-3自動生產(chǎn)線工作站接線圖(4)控制柜模式選擇控制柜有演示模式和實訓模式兩種。自動生產(chǎn)線工作站中的三相

異步電機不能由面板插線直接驅(qū)動,只有選擇演示模式時,由PLC驅(qū)動變頻器控制電機。2.工作站仿真系統(tǒng)配置(1)解壓并初始化(2)標準I/O板配置將控制器界面語言改為中文并將運行模式轉(zhuǎn)換為手動,之后依次單擊“ABB菜單”→“控制面板”→“配置”,進入“I/O主題”,配置I/O信號。本工作站采用標配的ABB標準I/O板,型號為DSQC652(16個數(shù)字輸入,16個數(shù)字輸出),則需要在DeviceNetDevice中設置此I/O單元的Unit相關參數(shù),并在Signal中配置具體的I/O信號參數(shù),配置見表13-2和表13-3。表13-2Unit單元參數(shù)表13-3I/O信號參數(shù)圖13-4機器人的工具坐標系在此工作站中,配置了兩個數(shù)字輸入信號和四個數(shù)字輸出用于相關動作的控制。(3)創(chuàng)建工具數(shù)據(jù)此工作站中,工具部件主要是兩個吸盤組成的工具套件,此工具部件較為規(guī)整。本工作站以一個吸盤為中心設置工具數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)可以通過直接測量出數(shù)值進行創(chuàng)建,此處新建的吸盤工具坐標系相對于tool0沿著其Z軸正方向偏移66mm,沿著其X軸正方向偏移84mm,新建吸盤工具坐標系的方向沿用tool0方向,如圖13-4所示。在示教器中,編輯工具數(shù)據(jù),確認各項數(shù)值,具體見表13-4。表13-4工具數(shù)據(jù)的參數(shù)設定圖13-5工件坐標系的設定位置(4)創(chuàng)建工件坐標系數(shù)據(jù)本工作站屬于搬運類操作,需要預先設置放置工件的碼垛工作臺工件坐標系。這樣當發(fā)現(xiàn)工件整體偏移以后,只需要重新標定工件坐標系即可完成調(diào)整。在此工作站中,所需創(chuàng)建的工件坐標系如圖13-5所示。在圖13-5中,根據(jù)3點法,依次移動機器人至X1、X2、Y1點并記錄,

則可自動生成工件坐標系統(tǒng)Wobj_1。在標定工件坐標系時,要合理選取X、Y軸的方向,以保證Z軸方向便于編程使用。X、Y、Z軸方向符合笛卡爾坐標系,即可使用右手來判定,如圖中+X、+Y、+Z所示。在本工作站中,將工件坐標系建立在碼垛工作臺上,方便拾取工件后的放置位置坐標的確定。(5)創(chuàng)建載荷數(shù)據(jù)在本工作站中,因搬運物件較輕,故無須重新設定載荷數(shù)據(jù)。(6)程序模板導入I/O配置完成后,將程序模板導入該機器人系統(tǒng)中,在示教器的程序

編輯器中可進行程序模塊的加載,依次單擊“ABB菜單”→“程序編輯器”,若出現(xiàn)加載程序提示框,則暫時單擊“取消”按鈕,之后可在程序模塊界面中進行加載。瀏覽至前面所創(chuàng)建的備份文件夾,選擇“MainModule.mod”,再單

擊“確定”按鈕,完成程序模板的導入。3.程序編寫與調(diào)試(1)工藝流程圖本工作站工作時,PLC控制器控制供料單元進行供料、推料至輸送

帶,待物料輸送至輸送帶末端時,機器人進行物料分揀碼垛工作。自動生產(chǎn)線工作站的控制流程圖如圖13-6所示。圖13-6自動生產(chǎn)線工作站的控制流程圖(2)程序編寫工作站程序主要由主程序、初始化子程序、輸送帶拾取工件程序

1(rPick)、碼垛工作臺上部放置工件子程序(rPlase)、輸送帶拾取工件程序2(rPick1)、碼垛工作臺下部放置工件子程序(rPlase1)組成。主程序如下:完整程序參考“13_ZDSCX.rapag”文件中的程序。4.示教目標點完成坐標系標定后,需要示教基準目標點。在此工作站中,需要示教原位“pHome”、拾取工件基準點“pPick”、放置工件基準點1“pPlase1”。在例行程序中有兩個專門用于示教基準目標點的程序rModPos()和Path_10(),在程序編輯器菜單中找到該程序,如圖13-7所示。示教目標點時,需要注意,手動操作畫面當前使用的工具和工件坐標系要與指令里面的參考工具和工件坐標系保持一致,否則會出現(xiàn)“選擇的工具、工件錯誤”等警告。圖13-7示教目標點程序示教pHome使用tGripper和Wobj0,如圖13-8所示。移動到pPick位置后將吸盤置位為1,控制吸盤將外工件拾取,其拾

取位置如圖13-9所示,同理完成pPlase1點的示教任務,如圖13-10所示。完成示教基準點后,將工作站復位,單擊仿真播放按鈕,查看工作站

運行狀態(tài),若正常則保存該工作站。圖13-8pHome點的示教位置圖13-9pPick點的示教位置圖13-10pPlase1點的示教位置1)練習設定自動生產(chǎn)線常用的I/O配置。2)練習自動生產(chǎn)線工件數(shù)據(jù)的創(chuàng)建。3)嘗試多工位自動生產(chǎn)線搬運程序的編寫。任務十四工業(yè)機器人弧焊設備安裝與調(diào)試本任務選擇了YL-399A型工業(yè)機器人實訓考核裝備,它是典型的工業(yè)機器人弧焊設備。通過本任務的學習,掌握弧焊常用參數(shù)設置、軟件設定、弧焊程序的編程與調(diào)試。利用YL-399A型工業(yè)機器人實訓考核裝備焊接如圖14-1所示的工件。圖14-1焊接任務焊接工作由PLC遠程控制完成。設備啟動前要滿足如下條件:機器人選擇自動模式、安全光幕沒有報警、機器人沒有急停報警等。滿足條件時(即設備就緒)黃色警示燈常亮,否則黃色警示燈以1Hz頻率閃爍。系統(tǒng)沒有就緒,須按復位按鈕進行復位。設備就緒后,按下啟動按鈕,系統(tǒng)運行,機器人程序啟動,警示燈黃燈、綠燈常亮。機器人在運行過程中,若按下暫止按鈕,機器人應暫停運行,且綠色警示燈以1HZ頻率閃爍,再次按下啟動按鈕,機器人繼續(xù)運行,綠色警示燈常亮。機器人在運行過程中,若安全光幕動作,機器人應暫停運行,且警示燈綠燈、紅燈以1HZ頻率閃爍。須按下復位按鈕清除安全光幕報警信號。報警清除后紅色警示燈熄滅,這時按下啟動按鈕,機器人繼續(xù)運行,綠色警示燈常亮。機器人在運行過程中,若急停按鈕動作,系統(tǒng)應立即停止運行,同時綠色警示燈熄滅。系統(tǒng)急停后須按復位按鈕,清除機器人急停信號。為了安全考慮,急停信號清除后,操作機器人示教器,使機器人回到工作原點。機器人回到工作原點后,系統(tǒng)才可以再次啟動。亞龍YL-399A型工業(yè)機器人實訓考核裝備由PLC控制柜、ABB機器人系統(tǒng)、機器人安裝底座、焊接系統(tǒng)、除煙系統(tǒng)、警示燈、按鈕盒等組成,如圖14-2所示。圖14-2亞龍YL-399A型工業(yè)機器人實訓考核裝備YL-399A實訓設備的PLC程控柜用來安裝斷路器、PLC、觸摸屏、開關電源、熔絲、接線端子、變壓器等元器件。PLC程控柜內(nèi)部圖如圖14-3所示。PLC采用的是合信的CPU126AC/DC/RLYPLC和EM131AI4×12bit模塊作為中央控制單元。圖14-3PLC程控柜1.PLC控制柜2.ABB機器人系統(tǒng)YL-399A實訓設備的ABB機器人系統(tǒng)包括IRB1410機器人、IRC

5機器人控制器和示教器等,如圖14-4所示。3.焊接和除煙系統(tǒng)YL-399A實訓設備的焊接系統(tǒng),它主要由奧太PulseMIG-350焊機、送絲機、焊槍、工業(yè)液體CO2等構成,是焊接系統(tǒng)的重要組成部分。另配除煙系統(tǒng),有效地減少對環(huán)境的煙塵排放,能有效防止焊接廢氣對人體的傷害,具體如圖14-5所示。圖14-4YL-399A設備ABB機器人系統(tǒng)圖14-5焊接系統(tǒng)主要部件a)送絲機b)工業(yè)液體CO2c)焊機d)焊槍e)除煙機

1.PulseMIG-350焊機介紹PulseMIG-350焊機前后面板接口如圖14-6所示。焊機的控制面板

用于焊機的功能選擇和部分參數(shù)設定。焊機控制面板包括數(shù)字顯示窗口、調(diào)節(jié)旋鈕、按鍵、發(fā)光二極管指示燈,如圖14-7所示,各序號含義見表14-1。圖14-6前后面板接口含義1—外設控制插座X32—焊機輸出插座(-)3—程序升級下載口X44—送絲機控制插座X7

5—輸入電纜6—空氣開關7—熔絲管8—焊機輸出插座(+)9—加熱電源插座X5圖14-7焊機控制面板表14-1控制面板參數(shù)含義2.焊機的操作PulseMIG-350焊機具有脈沖和恒壓兩種輸出特性。脈沖特性可實現(xiàn)碳鋼及不銹鋼、鋁及其合金、銅及其合金等有色金屬的焊接,恒壓特性可實現(xiàn)碳鋼和不銹鋼純CO2氣體及混合氣體保護焊。1)焊接方式選擇:按下按鍵⑨進行選擇,與之相對應的指示燈亮。-P-MIG:脈沖焊接。-MIG:一元化直流焊接。-STICK:焊條電弧焊。-TIG:鎢極氬弧焊。-CAC-A:碳弧氣刨。2)工作模式選擇:按下按鍵⑧進行選擇,與之相對應的指示燈亮。主要工作模式有兩步工作模式、四步工作模式、特殊四步工作模

式、點焊工作模式四種,各工作參數(shù)如圖14-8~圖14-11所示。圖14-8兩步工作模式圖14-9四步工作模式圖14-10特殊四步工作模式圖14-11點焊工作模式3)保護氣體及焊接材料選擇:按下按鍵⑦進行選擇,與之相對應的

指示燈亮。4)焊絲直徑選擇:按下按鍵⑥進行選擇,與之相對應的指示燈亮。--?0.8

--?1.0--?1.2

--?1.6注意,根據(jù)要求完成以上選擇;通過送絲機上電流調(diào)節(jié)旋鈕可預置

所需的電流值;將送絲機上電壓調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)到標準位置后可進行焊接;最后根據(jù)實際焊接弧長微調(diào)電壓旋鈕,使電弧處在焊接過程中稍微夾雜短路的聲音,可達到良好的焊接效果。進出隱含參數(shù)菜單及參數(shù)項調(diào)節(jié),同時按下存儲鍵⑤和焊絲直徑

選擇鍵⑥并松開,隱含參數(shù)菜單指示燈亮,表示已進入隱含參數(shù)菜單調(diào)節(jié)模式。再次按下存儲鍵⑤退出隱含參數(shù)菜單調(diào)節(jié)模式,隱含參數(shù)菜單指示燈滅。用焊絲直徑選擇鍵⑥選擇要修改的項目。用調(diào)節(jié)旋鈕①調(diào)節(jié)要修改的參數(shù)值。其中,P05、P06項可用<F2>鍵切換至顯示電流百分數(shù)、弧長偏移量,并可用調(diào)節(jié)旋鈕①修改對應的參數(shù)值。操作步驟如圖14-12所示。注意,按下調(diào)節(jié)旋鈕①約3s,焊機參數(shù)將恢復出廠設置,見表14-2。3.參數(shù)菜單設置2圖14-12操作步驟表14-2焊機主要參數(shù)設置表14-2焊機主要參數(shù)設置4.作業(yè)與焊接(1)作業(yè)模式作業(yè)模式在半自動及全自動焊接中都能提高焊接工藝質(zhì)量。平常,一些需要重復操作的作業(yè)(工序)往往需要手工記錄工藝參數(shù)。而在作業(yè)模式下,可以存儲和調(diào)取多達100個不同的作業(yè)記錄。以下標志將出現(xiàn)在作業(yè)模式下的左顯示屏中顯示。1)---:表示該位置無程序存儲(僅在調(diào)用作業(yè)程序時出現(xiàn),否則將顯

示nPG)。2)nPG:表示該位置沒有作業(yè)程序。3)PrG:表示該位置已存儲作業(yè)程序。4)Pro:表示該位置正在創(chuàng)建作業(yè)程序。(2)存儲作業(yè)程序焊機出廠時未存儲作業(yè)程序,在調(diào)用作業(yè)程序前,必須先存儲作業(yè)程序。按以下步驟操作:1)設定好要存儲的作業(yè)程序的各規(guī)范參數(shù)。2)輕按存儲鍵⑤,進入存儲狀態(tài)。顯示號碼為可以存儲的作業(yè)號。3)用旋鈕①,選擇存儲位置或不改變當前顯示的存儲位置。4)按住存儲鍵⑤,左顯示屏顯示“Pro”,作業(yè)參數(shù)正在存入所選的

作業(yè)號位置。5)左顯示屏顯示“PrG”時,表示存儲成功。此時即可松開存儲鍵⑤,再輕按存儲鍵⑤,退出存儲狀態(tài)。注意,如果所選作業(yè)號位置已經(jīng)存有作業(yè)參數(shù),則會被新存入的參數(shù)覆蓋,并且該操作無法恢復。(3)存儲作業(yè)程序存儲以后,所有作業(yè)都可在作業(yè)模式再次被調(diào)用。若要調(diào)用作業(yè),可按以下步驟進行:1)輕按調(diào)用鍵④,調(diào)用作業(yè)模式指示燈

亮。顯示最后一次調(diào)用的作業(yè)號,可以用參數(shù)選擇鍵②和③查看該作業(yè)的程序參數(shù)。所存

作業(yè)的操作模式和焊接方法也會同時顯示。2)用旋鈕①選擇調(diào)用作業(yè)號。(4)焊接方向和焊槍角度焊槍向焊接行進方向傾斜0°~10°時的溶接法(焊接方法)稱為“后退法”(與手工焊接相同)。焊槍姿態(tài)不變,向相反方向行進焊接的

方法稱為“前進法”。一般而言,使用“前進法”焊接,氣體保護效果較好,可以一邊觀察焊接軌跡,一邊進行焊接操作,因此,生產(chǎn)中多采用“前進法”進行焊接。焊接方向與焊槍角度如圖14-13所示。圖14-13焊接方向與焊槍角度(5)雙脈沖功能雙脈沖焊在單脈沖焊基礎上加入低頻調(diào)制脈沖,低頻脈動頻率范

圍為0.5~5.0Hz。與單脈沖相比,雙脈沖的優(yōu)點為:無須焊工擺動,焊縫自動成魚鱗狀,且魚鱗紋的疏密、深淺可調(diào);能夠更加精確地控制熱輸入量;低電流期間,冷卻熔池,減小工件變形,減少熱裂紋傾向;同時能周期性地攪拌熔池,細化晶粒,氫等氣體易從熔池中析出,減少氣孔,降低焊接缺陷。雙脈沖參考波形如圖14-14所示。圖14-14雙脈沖參考波形

1.I/O配置弧焊應用中,I/O信號需與ABB弧焊軟件的相關端口進行關聯(lián),因此

需要首先定義I/O信號,信號關聯(lián)后,弧焊系統(tǒng)會自動地處理關聯(lián)好的信號。在進行弧焊程序編寫與調(diào)試時,就可以通過弧焊專用的APID指令簡單高效地對機器人進行弧焊連接工藝的控制,表14-3所示就是關聯(lián)的信號。表14-3弧焊關聯(lián)的信號這些信號在ABB主界面中,選擇“控制面板”→“配置”→“I/O

”(見圖14-15)→主題“PROC”(見圖14-16),對參數(shù)進行設定,完成后重啟系統(tǒng)使參數(shù)生效。

圖14-15I/O界面圖14-16PROC界面2.弧焊常用程序數(shù)據(jù)在弧焊的連續(xù)工藝過程中,需要根據(jù)材質(zhì)或焊縫的特性來調(diào)整焊接電壓或電流的大小,或焊槍是否需要擺動,擺動的形式和幅度大小等參數(shù)。在弧焊機器人系統(tǒng)中,用程序數(shù)據(jù)來控制這些變化的因素。(1)WeldData:焊接參數(shù)焊接參數(shù)用來控制在焊接過程中機器人的焊接速度,以及焊機輸

出的電壓和電流的大小。需要設定如下參數(shù)。1)Weld_Speed:焊接速度。2)Voltage:焊接電壓。3)Current:焊接電流。(2)SeamData:起弧/收弧參數(shù)起弧/收弧參數(shù)是控制焊接開始前和結束后的吹保護氣的時間長度,以保證焊接時的穩(wěn)定性和焊縫的完整性。需要設定如下參數(shù)。1)Purge_time:清槍吹氣時間。2)Preflow_time:預吹風時間。3)Postflow_time:尾氣吹氣時間。(3)WeaveData:擺弧參數(shù)擺弧參數(shù)是控制機器人在焊接過程中焊槍的擺動,通常在焊縫的寬度超過焊絲直徑較多時通過焊槍的擺動去填充焊縫。該參數(shù)屬于可選項,如果焊縫寬度較小,則在機器人線性焊接可以滿足的情況下可不選用該參數(shù)。需要設定如下參數(shù)。1)Weave_shape:擺動的形狀。2)Weave_type:擺動的模式。3)Weave_length:一個周期前進的距離。4)Weave_width:擺動的寬度。5)Weave_height:擺動的高度。3.弧焊常用指令任何焊接程序都必須以ArcLStart或ArcCStart開始,通常用Ar-cLStart作為起始語句;任何焊接過程都必須以ArcLEnd或ArcCEnd結束;焊接中間點用ArcL或ArcC語句;焊接過程中,不同的語句可以使用不同的焊接參數(shù)(SeamData和WeldData)。(1)ArcLStart:線性焊接開始指令ArcLStart用于直線焊縫的焊接開始,工具中心點線性移動到指定

目標位置,整個焊接過程通過參數(shù)監(jiān)控和控制。示例程序如下:如圖14-17所示,機器人線性焊接運行到p1點起弧,焊接開始。(2)ArcLEnd:線性焊接結束指令ArcLEnd用于直線焊縫的焊接結束,工具中心點線性移動到指定目標位置,整個焊接過程通過參數(shù)監(jiān)控和控制。示例程序如下:如圖14-17所示,機器人線性焊接運行到p2點收弧,焊接結束。圖14-17ArcLStart、ArcLEnd指令工作示意圖(3)ArcL:線性焊接指令ArcL用于直線焊縫的焊接,工具中心點線性移動到指定目標位置,

焊接過程通過參數(shù)控制。示例程序如下:如圖14-18所示,機器人線性焊接部分應使用ArcL指令。圖14-18ArcL指令工作示意圖(4)ArcCStart:圓弧焊接開始指令ArcCStart用于圓弧焊縫的焊接開始,工具中心點圓周運動到指定目標位置,整個焊接過程通過參數(shù)監(jiān)控和控制。示例程序如下:如圖14-19所示,機器人從p1點圓弧焊接到p2點,p2是任意設定

的過渡點。(5)ArcCEnd:圓弧焊接結束指令ArcCEnd用于圓弧焊縫的焊接結束,工具中心點圓周運動到指定目

標位置,整個焊接過程通過參數(shù)監(jiān)控和控制。示例程序如下:如圖14-19所示,機器人從p2點繼續(xù)圓弧焊接到p3點結束,p2只

是ArcCStart指令任意設定的過渡點。圖14-19ArcCStart、ArcCEnd指令工作示意圖(6)ArcC:圓弧焊接指令ArcC用于圓弧焊縫的焊接,工具中心點線性移動到指定目標位置,

焊接過程通過參數(shù)控制。示例程序如下:如圖14-20所示,機器人圓弧焊接的不規(guī)則多段部分應使用Ar-cC指令,并可以多設置與p2點類似的過渡點。圖14-20ArcC指令工作示意圖正常情況下,焊機焊接電流、焊接弧長電壓與機器人輸出焊接模

擬量(電壓范圍為0~10V)的關系如圖14-21所示。圖14-21焊機參數(shù)與機器人輸出電壓關系對應圖4.焊接電流和焊接弧長電壓的校正實際上,量程對應關系和圖14-21所示會有偏差,因此如果焊接規(guī)范

由機器人確定,為了更加精確地控制焊接電壓和焊接電流,則需要對焊接弧長電壓(0~10V)和焊接電流(0~10A)的模擬量量程進行矯正。說明:1)實際上在遠程模式下,機器人的焊接電壓和焊接電流模擬量信號

連接送絲機,送絲機再連接到焊機。2)焊機的焊接電壓=初始焊接電壓(當弧長電壓為0V時)+弧長電壓。弧長初始電壓在板厚、焊接速度等確定的情況下,只和焊接電流有關。先校正焊接電流模擬量,再校正焊接弧長電壓模擬量。模擬量校正以焊接電流模擬量為例說明。按照如下步驟進行校正:1)單擊“ABB”進入主界面,選擇“控制面板”→“配置”→“Singal”→“添加”,焊接電流模擬量名稱“AO10_2CurrentRef-erence”(焊接電流是D651模塊第二路模擬量輸出,弧長電壓是第二路輸出,名稱可以修改),雙擊進入?yún)?shù)設置界面,如圖14-22所示。圖14-22添加焊接電流模擬量參數(shù)2)可以修改DafaultValue(設置焊機輸出電壓的默認值,此值必須大于等于MinimumLogicalValue)、MaximumLogicalValue(焊機最大的電流輸出值)、MaximumPhysicalValue(焊機輸出最大電流時所對應的控制信號的電壓值)、MaximumPhysicalValueLimit(I/O板最大輸出值)、MaximumBitValue(最大邏輯位值),分別設置為16~31、10、10、10、65535,其他參數(shù)都設置為0。設置完成后,單擊“確定”按鈕退出參數(shù)修改界面,根據(jù)提示重啟系統(tǒng)。MinmumBitValue=1.55×65535/10=10158MaximumBitValue=9.1×65535/10=596373)返回ABB主界面,選擇“輸入輸出”→“視圖”→“全部信號”(見圖14-23),選擇信號“AO10_2CurrentReference”,單擊“123”,出現(xiàn)如圖14-24所示的窗口,可在窗口中輸入數(shù)據(jù)。更改數(shù)據(jù)時,焊機上顯示的焊接電流是跟著變化的。焊機最小焊接電流為60A,最大焊接電流為350A。從小到大更改AO10_2CurrentRefer-ence的數(shù)值,找焊接電流分別為60、350時對應的AO10_2Curren-tReference的值,并記錄下來,即1.55和9.1。由此計算出:圖14-23添加后的參數(shù)列表圖14-24設定最大值和最小值4)根據(jù)上面校正的結果,修改信號AO10_2CurrentReference的參數(shù),

結果如圖14-25所示,修改完成后系統(tǒng)重啟。圖14-25AO10_2CurrentReference修正結果5)再次進入“輸入輸出”界面給信號AO10_2CurrentReference賦值,觀察焊機上顯示的焊接電流和機器人示教器上的是否一致。例如,輸入80,200,焊機上的焊接電流是否也顯示為80,200。一般誤差不會大于1,說明校正非常成功。1.PLC及機器人I/O信號配置除了需要完成焊接軟件中信號的配置外,對PLC信號及機器人I/O

信號還需要進行配置。表14-4給出了PLC的I/O表定義,表14-5給出了PLC和機器人的聯(lián)絡信號定義。表14-4PLC的I/O定義表14-4PLC的I/O定義表14-5PLC和機器人的聯(lián)絡信號定義說明:機器人I/O板的DSQC651的信號已經(jīng)建立,且已經(jīng)按表14-5與機器人系統(tǒng)變量關聯(lián)。2.建立焊接工具坐標以焊槍TCP為中心點建立焊接工具坐標,坐標名稱為WD_Tool,建

立工具坐標過程參考基礎篇中的工具坐標建立方法。3.程序設計(1)控制流程圖機器人控制流程圖如圖14-26所示。圖14-26機器人控制流程圖(2)機器人程序設計實現(xiàn)機器人邏輯和動作的RAPID程序模塊如下:(3)PLC程序設計網(wǎng)絡1——第一掃描周期初始化:

網(wǎng)絡2——急停和光幕報警:

網(wǎng)絡4——設備復位:網(wǎng)絡3——準備就緒:

網(wǎng)絡6——機器人伺服電機使能,使能后機器人程序開始:網(wǎng)絡5——系統(tǒng)運行:網(wǎng)絡7——電機使能后,電機使能開始I0.5=ON,否則是脈沖信號:

網(wǎng)絡8——安全光幕動作后或焊接完成或有暫時命令,機器人都將

暫停:

網(wǎng)絡10——當系統(tǒng)沒運行時系統(tǒng)就緒,或系統(tǒng)運行時,黃色警示燈

常亮:網(wǎng)絡9——有急停或光幕動作記憶時,紅色警示燈以1Hz的頻率閃

爍:

網(wǎng)絡12——系統(tǒng)運行時暫停,綠色警示燈以1Hz的頻率閃爍;系統(tǒng)運行時沒有暫停,綠色警示燈常亮:網(wǎng)絡11——暫停記憶:任務十五工業(yè)機器人鼠標裝配實訓系統(tǒng)安裝與調(diào)試本任務選取了YL-R120B鼠標裝配實訓系統(tǒng)設備,如圖15-1所示。該設備能通過兩臺ABB工業(yè)機器人的協(xié)調(diào)工作,將桌面上的無線鼠標零件進行組裝。通過本任務的學習,使讀者掌握兩臺機器人協(xié)同工作方式以及工作站的編程和調(diào)試方法。圖15-1YL-R120B鼠標裝配系統(tǒng)系統(tǒng)上電通氣后,將兩臺機器人置于自動狀態(tài)。然后按下復位按鈕,兩臺機器人同時復位。復位完成后,所有指示燈熄滅。按下啟動按鈕,機器人開始裝配鼠標。按下急停按鈕后,需要重新開始。首先,從站機器人將擺放好的鼠標底板夾取到安裝臺上。然后再去抓取電池并將其安裝在底板上的電池槽內(nèi)。接著,機器人回到初始位并發(fā)出電池裝配完成信號。當主站機器人裝配完成后,從站機器人在接收到信號后,將安裝臺上裝配好的鼠標抓取到指定位置。重復上述流程,直至完成6次鼠標裝配。當主站機器人接收到從站的完成信號后,首先將無線接收器抓取并安裝到鼠標底板上的對應安裝槽內(nèi),然后再將后蓋安裝到底板上面,接著機器人回到初始位并發(fā)出裝配完成信號。亞龍YL-R120B鼠標裝配實訓系統(tǒng)由兩個機器人站組成,每個機器人站的機器人均為ABB的IRB120機器人。系統(tǒng)的控制器型號為三菱FX2N-64MR,PLC與主站機器人采用CC-Link通信,為此,PLC配有CC-Link通信模塊(FX2N-32CCL),主站機器人配有DSQC378B模塊進行CC-Link和De-viceNet協(xié)議的轉(zhuǎn)換。PLC與從站機器人通過I/O直接進行通信。圖15-2主要元器件亞龍YL-R120B鼠標裝配實訓系統(tǒng)設備硬件構成有機器人本體及控制器、氣動系統(tǒng)、檢測傳感器(磁性開關)元器件等,主要元器件如圖15-2所示。1.PLC的CC-Link網(wǎng)絡構建方法(1)FX2N-16CCL-M模塊與PLC的連接通過擴展電纜FX2N-16CCL-M可以直接與FX0N/2NPLC主單元連接,或與其他擴展模塊或擴展單元的右側(cè)連接。FX2N-16CCLIN-M需要由DC24V提供電源,供電方式如圖15-3所示,可由PLC的主單元DC24V工作電源供電或外接穩(wěn)壓電源供電。圖15-3CC-Link模塊電源接線a)PLC主單元供電b)穩(wěn)壓電源供電圖15-4雙絞電纜的連線用雙絞屏蔽電纜將FX2N-32CCL和CC-Link連接起來,如圖15-4所示表15-1列出了推薦電纜的型號和性能。表15-1電纜的型號和性能站號的設置,圖15-5所示說明了主站中開關的設定。圖15-5主站站號設定(2)數(shù)據(jù)地址的分配1)遠程輸入(RX):如圖15-6所示,保存來自遠程I/O站和遠程設備站

的輸入(RX)狀態(tài)。每個站使用兩個字節(jié)。圖15-6遠程輸入(RX)地址2)遠程輸出(RY):如圖15-7所示,將輸出到遠程I/O站和遠程設備站

的輸出(RX)狀態(tài)進行保存。每個站使用兩個字節(jié)。圖15-7遠程輸出(RY)地址3)遠程寄存器(RWw)主站→遠程設備站:如圖15-8所示,被傳送到遠程設備站的遠程寄存器(RWw)中的數(shù)據(jù)按圖所示進行保存。圖中

所列為3個站,最多可以有15個站,即地址到21BH。每個站使用4個字節(jié)。圖15-8遠程寄存器(RWw)主站→遠程設備站4)遠程寄存器(RWr)遠程設備站→主站:如圖15-9所示,從遠程設備站的遠程寄存器(RWr)中傳送出來的數(shù)據(jù)按圖所示進行保存。圖中所列為3個站,最多可以有15個站,即地址到31BH。每個站使用4個字節(jié)。圖15-9遠程寄存器(RWr)遠程設備站→主站(3)創(chuàng)建通信初始化程序創(chuàng)建在FX2N-16CCL-M主站PLC的程序如圖15-10所示。圖15-10主站的初始化程序通過以上程序確定主站EEPROM參數(shù)的數(shù)據(jù)鏈接狀態(tài)是否正確。通過讀取主站寄存器H680的數(shù)據(jù)內(nèi)容來判斷其他站的數(shù)據(jù)連接狀態(tài),以調(diào)用通信數(shù)據(jù)鏈接子程序。主站鏈接數(shù)據(jù)狀態(tài)程序如圖15-11所示,主站鏈接數(shù)據(jù)程序如圖15-12所示。圖15-11主站鏈接數(shù)據(jù)狀態(tài)程序圖15-12主站鏈接數(shù)據(jù)程序通過調(diào)用子程序,讀取遠程設備站發(fā)送到主站Link的數(shù)據(jù),圖5-12中程序的第一條是讀取遠程設備的輸入繼電器的狀態(tài)并存入主站的輔助繼電器K4M100中,第二條是把讀取過來的數(shù)據(jù)經(jīng)過主站PLC的數(shù)據(jù)處理結果寫入主站的Link,通過Link寫入遠程設備站的Link。第一條與第二條是讀寫遠程設備的輸入與輸出,而第三條和第四條是對遠程寄存器的讀寫。程序104后面的是通過起保停程序來控制運行。2.DSQC378B通信板CC-Link的設置方法(1)DSQC378B通信板DSQC378B的外觀如圖15-13所示。圖15-14所示為X3端子,其中1號為0V,3號為GND,5號為24V,2號和4

號預留。圖15-15所示為X5端子,1號為0V,2號為低信號,3號為屏蔽線,4號為高信號,5號為24V;6~12號作為通信地址的設定端子,6號為邏輯地,而7~12號分別對應地址,通過插針可以設定本站的通信站號,圖5-15中通信地址為10。圖15-13DSQC378B圖15-14X3端子圖15-15X5端子圖15-16X8端子圖15-16所示為X8端子。X8端子連接到三菱FX2N-16CCL-M通信模塊上,1號為屏蔽線,2號為DA,3號為信號地,4號為DB,5、6號不接。其中,在2號和3號接一個120Ω的電阻。(2)通信軟件的設定連接好硬件之后,要完成CC-Link的通信,需要進行設定。首先,將示教器打開到設置界面。雙擊Unit進入該界面,如圖15-17所示。圖15-17設置界面雙擊“添加”,進入界面進行設置,如圖15-18所示。完成后再從設置界面進入FieldbusCommand界面,然后雙擊“添加”,如圖15-19所示。在FieldbusCommand界面中添加4個參數(shù),分別為StationNo設置從站地址(地址應與X5端子上設置的一致)、BaudRate設置通信波特率、OccStat設置占用站數(shù)、BasicIO設置傳輸模式。這里只傳輸數(shù)據(jù),所以設置為0。完成CC-Link的設置后,可以建立CC-Link的I/O信號,設置方式如圖15-20所示,建立的I/O信號在“AssignedtoUnit”中選擇為CC-Link單元即可。圖15-18添加通信Unit圖15-19FieldbusCommand界面圖15-20建立CC-Link的I/O信號1.PLC及機器人通信信號配置PLC與主站機器人采用CC-Link通信,將主站機器人發(fā)送來的數(shù)據(jù)

存放在M600~M615,而將PLC需要發(fā)送至機器人的數(shù)據(jù)先存放在M500~M515。CC-Link通信數(shù)據(jù)見表15-2。PLC與從站機器人的I/O通信方式為直接的點到