目錄中文摘要..................................................-1

英文摘要.........................................................-2-

1緒論........................................................-3-

L1點(diǎn)焊機(jī)器人介紹及其研究意義..............................-3-

1.2工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)................................-3-

1.2.1工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀.................................-3-

1.2.2工業(yè)機(jī)/人發(fā)展趨勢(shì).....................

2機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)電氣控制部分的組成和原理........................-5-

2.2機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)的電氣控制原理.............................-5-

3機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)電氣控制部分硬件設(shè)計(jì)............................-7-

3.1安全保護(hù)系統(tǒng)..............................................-7-

3.1.1隔離柵欄保護(hù).........................................-8-

3.1.2安全光柵保護(hù).........................................-8-

3.1.3急?；芈?...........................................-9-

3.2PLC的選擇................................................-11-

3.2.1西門子S7-300PLC............................................................................-11-

3.2.2SoftPLC...............................................................................................-12

3.2.3PLC的選擇.........................................-13-

3.3夾具系統(tǒng).................................................-13-

3.3.1電感式接近開關(guān)的工作原理...........................-14-

3.3.2氣缸的工作原理.....................................-14-

3.3.3閥島的工作原理.....................................-15-

3.4轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng).................................................-16-

3.4.1電磁閥的工作原理...................................-16-

3.4.2變頻器控制電路的設(shè)計(jì)...............................-18-

3.4.3轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì).................................-18-

3.5焊接系統(tǒng)................................................-20-

3.5.1焊槍的工作原理.....................................-20-

3.5.2????????????????????????????????????????????21

4機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)電氣控制部分軟件設(shè)計(jì)..........................-23-

4.1機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)的工藝....................................-23-

4.2系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì).......................................-24-

4.2.1手動(dòng)模式軟件總體設(shè)計(jì).............................-24-

4.2.2自動(dòng)模式軟件總體設(shè)計(jì).............................-25-

4.3夾具系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì).....................................-28-

4.3.1夾具系統(tǒng)手動(dòng)模式軟件設(shè)計(jì).........................-28-

4.3.2夾具系統(tǒng)自動(dòng)模式軟件設(shè)計(jì)..........................-30

4.4轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì).....................................-30-

4.4.1轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)手動(dòng)模式軟件設(shè)計(jì).........................-30-

4.4.2轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)自動(dòng)模式軟件設(shè)計(jì).........................-30-

結(jié)論..........................................................-33-

謝辭..........................................................-34-

參考文獻(xiàn)........................................................-35-

附錄1主電源和220V電源分配電路圖..............................-36-

附錄2急停回路.................................................-37-

附錄3安全門回路...............................................-38-

附錄4變頻器上電回路...........................................-39-

附錄5閥島與PLC連接電路圖....................................-40-

附錄6修磨器控制電路圖.........................................-41-

附錄7轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)電路圖...........................................-42-

附錄8數(shù)字輸入.................................................-43-

附錄9數(shù)字輸出.................................................-44-

附錄10系統(tǒng)啟動(dòng)，故障復(fù)位，暫停的軟件程序.....................-45-

附錄11轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)和夾具系統(tǒng)的軟件程序...........................-46

機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)電氣控制部分的設(shè)計(jì)

摘要：本論文完成了機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)電氣控制部分的硬件和軟件設(shè)計(jì)。該機(jī)器

人點(diǎn)焊系統(tǒng)主要由夾具系統(tǒng)，轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)，機(jī)器人以及焊接系統(tǒng)等幾大模

塊組成，整個(gè)系統(tǒng)用PLC進(jìn)行控制。本設(shè)計(jì)中硬件部分圍繞夾具系統(tǒng)等

幾大模塊進(jìn)行，完成了相應(yīng)模塊的控制電路以及整個(gè)系統(tǒng)的安全保護(hù)電

路的設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)分兩部分進(jìn)行，即系統(tǒng)在手動(dòng)模式下的運(yùn)行程序以

及在自動(dòng)模式下的運(yùn)行程序。手動(dòng)模式一般用于機(jī)器人系統(tǒng)安裝調(diào)試階

段以及故障處理的時(shí)候，通過操作主控制柜上不同的按鈕可對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)，夾

具進(jìn)行分別控制。自動(dòng)模式用于生產(chǎn)階段，系統(tǒng)運(yùn)行速度很快，可以減

小生產(chǎn)周期。在自動(dòng)模式下夾具，轉(zhuǎn)臺(tái)，機(jī)器人，焊槍依據(jù)工藝要求的

邏輯順序進(jìn)行動(dòng)作，完成對(duì)工件的點(diǎn)焊任務(wù)。

關(guān)鍵詞：PLC；機(jī)器人；點(diǎn)焊；電氣控制

Thedesignofspotweldingrobotelectrical

controlsystem

Abstract:spotweldingrobotelectricalcontrolsystem.Thesystemofspotwelding

robotwhichiscontrolledwithPLCiscomposedofthefixturesystem,

theturntablesystem,therobotandtheweldingsystem.Basedonthese

thedesignofKeywords：PLC;robot;spotwelding;electricalcontrol

1緒論

1.1點(diǎn)焊機(jī)器人介紹及其研究意義

點(diǎn)焊機(jī)器人【spotweldingrobot］用于點(diǎn)焊自動(dòng)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，世

界上第一臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)于1965年開始使用，是美國(guó)Unimation公司推出的Unimate

機(jī)器人，中國(guó)在1987年自行研制成第一臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)器人——華宇-1型點(diǎn)焊機(jī)器

人。點(diǎn)焊機(jī)器人由機(jī)器人本體、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、示教盒和點(diǎn)焊焊接系統(tǒng)幾部分

組成，由于為了適應(yīng)靈活動(dòng)作的工作要求，通常電焊機(jī)器人選用關(guān)節(jié)式工業(yè)機(jī)器

人的基本設(shè)計(jì)，一般具有六個(gè)自由度：腰轉(zhuǎn)、大臂轉(zhuǎn)、小臂轉(zhuǎn)、腕轉(zhuǎn)、腕擺及腕

捻。其驅(qū)動(dòng)方式有液壓驅(qū)動(dòng)和電氣驅(qū)動(dòng)兩種。其中電氣驅(qū)動(dòng)具有保養(yǎng)維修簡(jiǎn)便、

能耗低、速度高、精度高、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用較為廣泛。點(diǎn)焊機(jī)器人按

照示教程序規(guī)定的動(dòng)作、順序和參數(shù)進(jìn)行點(diǎn)焊作業(yè)，其過程是完全自動(dòng)化的，并

且具有與外部設(shè)備通信的接口，可以通過這一接口接受上一級(jí)主控與管理計(jì)算機(jī)

的控制命令進(jìn)行工作。

焊接加工一方面要求焊工要有熟練的操作技能、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、穩(wěn)定的焊

接水平；另一方面，焊接又是一種勞動(dòng)條件差、煙塵多、熱輻射大、危險(xiǎn)性高的

工作。工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)使人們自然而然首先想到用它代替人的手工焊接，減輕

焊工的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也可以保證焊接質(zhì)量和提高焊接效率。點(diǎn)焊機(jī)器人在汽車

裝配生產(chǎn)線上的大量應(yīng)用大大提高了汽車裝配焊接的生產(chǎn)率和焊接質(zhì)量，同時(shí)又

具有柔性焊接的特點(diǎn)，即只要改變程序，就可在同一條生產(chǎn)線上對(duì)不同的車型進(jìn)

行裝配焊接。應(yīng)用點(diǎn)焊機(jī)器人，有如下優(yōu)點(diǎn)：

?容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的完全自動(dòng)化；

?對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的適應(yīng)能力將大大加強(qiáng)；

?可以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率及質(zhì)量；

?可以明顯改善工作條件。

1.2工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

1.2.1工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

O,,,目前國(guó)際機(jī)器人界都在加大科研力度，進(jìn)行機(jī)器人共性技術(shù)的研究。

從機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)看，焊接機(jī)器人和其它工業(yè)機(jī)器人一樣，不斷向智能化和

多樣化方向發(fā)展。具體而言，表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

?機(jī)器人操作機(jī)結(jié)構(gòu)：通過有限元分析、模態(tài)分析及仿真設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人操作機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。探索新的高強(qiáng)度輕質(zhì)材料;進(jìn)一

步提高負(fù)載/自重比。

?機(jī)器人控制系統(tǒng)：重點(diǎn)研究開放式，模塊化控制系統(tǒng)。向基于PC機(jī)的開放

型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日見小

巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)：大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性；

控制系統(tǒng)的性能進(jìn)一步提高，實(shí)現(xiàn)軟件伺服和全數(shù)字控制；人機(jī)界面更加友

好

?機(jī)器人傳感技術(shù)：機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速

度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了激光傳感器、視覺傳感

器和力傳感器，并實(shí)現(xiàn)了焊縫自動(dòng)跟蹤和自動(dòng)化生產(chǎn)線上物體的自動(dòng)定位以

及精密裝配作業(yè)等，大大提高了機(jī)器人的作業(yè)性能和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。

?網(wǎng)絡(luò)通信功能：日本YASKAWA和德國(guó)KUKA公司的最新機(jī)器人控制潛已實(shí)現(xiàn)

了與Canbus、Profibus總線及一些網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接，使機(jī)器人由過去的獨(dú)立應(yīng)

用向網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用邁進(jìn)了一大步，也使機(jī)器人由過去的專用設(shè)備向標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備

發(fā)展。

?虛擬機(jī)器人技術(shù)：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用

于過程控制，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操

縱機(jī)器人。基于多傳感器、多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)以及臨場(chǎng)感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人

的虛擬遙控操作和人機(jī)交互。

?機(jī)器人性能價(jià)格比：機(jī)器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便

于操作和維修，而單機(jī)價(jià)格不斷下降。由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展和大規(guī)模

集成電路的應(yīng)用，使機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性有了很大提高

?多智能體調(diào)控技術(shù)：這是目前機(jī)器人研究的一個(gè)嶄新領(lǐng)域。主要對(duì)多智能體

的群體體系結(jié)構(gòu)、相互間的通信與磋商機(jī)理，感知與學(xué)習(xí)方法，建模和規(guī)劃、

群體行為控制等方面進(jìn)行研究。

2機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)電氣控制部分的組成和原理

2.1機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)電氣控制部分的組成

機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)由機(jī)器人系統(tǒng)、夾具系統(tǒng)、轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)和焊接系統(tǒng)構(gòu)成，工作

站采用PROFIBUS+數(shù)字I/O實(shí)現(xiàn)彼此通信。該系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。

圖2.1機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)圖

2.2機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)的電氣控制原理

系統(tǒng)上電，初始化機(jī)器人的狀態(tài)，主要包括機(jī)器人是否在原位，機(jī)器人工作

是否完成；系統(tǒng)的水、氣、光柵是否正常。系統(tǒng)和生產(chǎn)線控制器通訊，獲取和機(jī)

器人工作站有關(guān)的生產(chǎn)線的多個(gè)狀態(tài)，如輸送線是否處于自動(dòng)狀態(tài)；相關(guān)傳感器

的信號(hào)是否正常等。對(duì)于安全信號(hào)，則分等級(jí)處理，重要的安全信號(hào)通過和機(jī)器

人的硬線連接，引起機(jī)器人急停；級(jí)別較低的安全信號(hào)通過PLC給機(jī)器人發(fā)“外

部停止”命令。系統(tǒng)的任務(wù)選擇是由線控制器完成的，輸送線控制器通過傳感器

來確定車型并通過編碼方式向機(jī)器人點(diǎn)焊工作站發(fā)出相應(yīng)的工作任務(wù)，點(diǎn)焊控制

器接受任務(wù)并調(diào)用相應(yīng)的機(jī)器人程序進(jìn)行焊接。焊接過程中，系統(tǒng)檢測(cè)機(jī)器人的

工作狀態(tài)，如機(jī)器人發(fā)生錯(cuò)誤或故障，系統(tǒng)自動(dòng)停止機(jī)器人及焊槍的動(dòng)作。當(dāng)機(jī)

器人在車身不同的部位焊接時(shí)，需要不同的焊接參數(shù)。控制焊槍動(dòng)作的焊接控制

器中可存儲(chǔ)多種焊接規(guī)范，每組焊接規(guī)范對(duì)應(yīng)一組焊接工藝參數(shù)。機(jī)器人向PLC

發(fā)出焊接文件信號(hào)，PLC通過焊接控制器向焊槍輸出需要的焊接工藝參數(shù)。車體

焊接完成后，機(jī)器人可按設(shè)定的方式進(jìn)行電極修磨。

3機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)電氣控制部分硬件設(shè)計(jì)

3.1安全保護(hù)系統(tǒng)

點(diǎn)焊機(jī)器人的工作范圍必須符合安全要求，即必須在任何情況下都不會(huì)對(duì)人

員或設(shè)備構(gòu)成威脅。在機(jī)器人動(dòng)作范圍內(nèi)，必須采取隔離措施保護(hù)，這些隔離保

護(hù)措施可以是隔離柵欄，光柵，光幕，空間掃描裝置等。本設(shè)計(jì)采用隔離柵欄和

光柵的保護(hù)措施。另外，系統(tǒng)中設(shè)有急停回路，以便各種突發(fā)情況下將系統(tǒng)停止,

確保人員和設(shè)備的安全。

圖3.1安全門回路

3.1.1隔離柵欄保護(hù)

隔離柵欄的作用是將機(jī)器人的工作區(qū)域與外界隔離開來。設(shè)有一個(gè)安全門，

機(jī)器人在自動(dòng)模式下工作時(shí)速度相當(dāng)快，如果有人打開安全門，試圖進(jìn)入機(jī)器人

工作區(qū)域內(nèi)，機(jī)器人會(huì)自行停止工作，以確保人員安全。按照DINEN294、DIN

EN349和DINEN811確定隔離柵欄網(wǎng)孔的規(guī)格。隔離柵欄高度的設(shè)計(jì)，必須使

人手無法從上面伸進(jìn)隔離范圍。柵欄分塊的大小根據(jù)柵欄的強(qiáng)度確定，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

必須避免柵欄彎曲過度。入口（安全門）只有一個(gè)，且和機(jī)器人自己的保護(hù)裝置

以及上一級(jí)的緊急關(guān)斷裝置相聯(lián)。本設(shè)計(jì)的安全門回路如圖3.1所示。

SEL1

24V+?+24VDC

—SEL2、

—NCJ\

24Vl/6a->------TEST

—HRANGE

24V-->---------GND

XPE------------shield

安全光柵發(fā)射端安全光柵接收端

24V-

圖3.2安全光柵

3.1.2安全光柵保護(hù)

為確保安全，轉(zhuǎn)臺(tái)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不允許人員進(jìn)入機(jī)器人工作區(qū)域。安全光柵位于

裝件區(qū)兩側(cè)，一側(cè)是發(fā)射端，一側(cè)是接受端。如果有人在轉(zhuǎn)臺(tái)工作時(shí)試圖從裝件

區(qū)進(jìn)入機(jī)器人工作區(qū)域必定要穿過安全光柵，這樣接收端便接收不到發(fā)射端發(fā)射

的光，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)臺(tái)停止信號(hào)。本設(shè)計(jì)安全光柵回路如圖3.2所示。

3.1.3急停回路

在機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些突發(fā)情況，例如工人在

調(diào)試機(jī)器人過程中出現(xiàn)機(jī)器人動(dòng)作偏離軌跡而要撞上轉(zhuǎn)臺(tái)夾具或焊鉗電極與板

件粘結(jié)等，這就需要及時(shí)排除險(xiǎn)情。本設(shè)計(jì)中，在機(jī)器人示教器上以及主控制柜

的控制面板上分別設(shè)有急停按鈕，便于在出現(xiàn)緊急情況時(shí)能將系統(tǒng)停止工作，以

免發(fā)生安全事故。

如圖3.3所示，急?；芈钒ò踩芈吩谠O(shè)計(jì)時(shí)都采用了雙回路的形式，確

保急停回路的有效性。

24V+-------

主僦胭急腌出

SI

主蹄拒急、停

人控制柜急停輸出

S2

機(jī)器人掰怖急停止7

4-復(fù)位

復(fù)位1->

24V-，

(a)急?；芈?/p>

機(jī)器人內(nèi)部24V+方L器人內(nèi)部24V+

KA2\KA2\

機(jī)器人內(nèi)部24V-機(jī)^人內(nèi)部24V-

給機(jī)器人外部急停

24V+24V+

十十

////~

KA3//KA3/KA4\KA4\r\

||復(fù)位

OA

'主囪噫停燈叢4LI

▼復(fù)位1復(fù)位▼

24V-

變嬲馳信號(hào)4

24V-

(c)給變頻器急停信號(hào)和急停復(fù)位

(b)變頻器上電回路

圖3.3急停回路

3.2PLC的選擇

3.2.1西門子S7-300PLC

S7-300PLC主要TT以下模塊組成：

?CPU模塊

CPU模塊不斷地采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用

來存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。

?信號(hào)模塊(I/O模塊)

輸入(Inpul)模塊和輸出(Output)模塊簡(jiǎn)稱I/。模塊，分為開關(guān)量輸入,

輸出模塊(DI/DO)和噗擬量輸入，輸出模塊(Al/AO)o信號(hào)模塊是聯(lián)系外部現(xiàn)

場(chǎng)設(shè)備和CPU模塊的橋梁。模塊是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和CPU模塊的橋梁。

輸入模塊用來接收和采集輸入信號(hào)，開關(guān)量輸入模塊用來接收從按鈕，選擇

開關(guān)，數(shù)字撥碼開關(guān)，限位開關(guān)，接近開關(guān)，光電開關(guān)等來的開關(guān)量輸入信號(hào)。

模擬量輸入模塊用來接收電位器，測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模

擬量電流，電壓信號(hào)，或者直接接收熱電阻，熱電偶提供的溫度信號(hào)。

開關(guān)輸出模塊用來控制接觸器，電磁閥，電磁鐵和報(bào)警裝置等輸出設(shè)備，模

擬量輸出模塊用來控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，變頻器等執(zhí)行器。

?功能模塊（FM模塊）

主要用于完成某些對(duì)實(shí)時(shí)性和存儲(chǔ)容量要求很高的控制任務(wù)，例如高速計(jì)數(shù)，位

置控制和閉環(huán)控制。

?接口模塊（IM模塊）

CPU模塊所在的機(jī)架稱中央機(jī)架，如果?個(gè)機(jī)架不能容納全部模塊，可增設(shè)

一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展機(jī)架。接口模塊用來實(shí)現(xiàn)中央機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架之間的通信，有的

接口模塊還可以為擴(kuò)展機(jī)架供電。

?通信處理器（CP）

通信處理器（CP）用于PLC之間，PLC與遠(yuǎn)程I/O之間，PLC與計(jì)算機(jī)和其

他智能設(shè)備之間的通信,可以將S7-300接入以太網(wǎng),MPI,PROFIBUS-DP和AS-i,

或者用于實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信等。

?電源模塊（PS模塊）

PLC一般使用AC200V電源或DC24V電源，電源模塊（PS）用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換

為穩(wěn)定的DC24V電壓，供其他模塊和輸出模塊的負(fù)載使用。

3.2.2SoftPLC

SoftPLC控制技術(shù)亦稱Softlogic和基于PC的控制技術(shù),對(duì)于它還沒有一個(gè)

準(zhǔn)確而統(tǒng)一的定義。西門子公司將軟PLC的定義為“集控制、人機(jī)界面、數(shù)據(jù)處

理、通訊等功能于一臺(tái)PC的解決方案”；3S公司定義SoftPLC為“一種能將工

業(yè)PC機(jī)轉(zhuǎn)換為高端PLC的軟件"；http：//it-div.web.tern.cn網(wǎng)站上稱

“SoftPLC是一種能使用戶在無PLC硬件支持下,在普通PC上開發(fā)和運(yùn)行程序的

軟件解決方案”。因此，SoftPLC可以說是傳統(tǒng)PLC的軟件解決方案,能夠在PC

機(jī)上依靠一定的軟件平臺(tái)，完成PLC的所有功能,并具有開放的體系結(jié)構(gòu)。

與傳統(tǒng)PLC相比，SoftPLC技術(shù)具有符合現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)的許多優(yōu)點(diǎn)：

?具有開放的體系結(jié)構(gòu)。

SoftPLC具有寬范圍的I/O端口和多種現(xiàn)場(chǎng)總線的接口，支持多種硬件，能解決

傳統(tǒng)PLC互不兼容的問題,并具有第三方軟件接口，可支持多種語(yǔ)言編程（包括高

級(jí)語(yǔ)言），可允許用戶根據(jù)需求，靈活擴(kuò)展系統(tǒng)功能。

?遵循國(guó)際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如IHEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)和IEC61491

標(biāo)準(zhǔn)。

?能充分利用PC機(jī)的資源，如大容量的內(nèi)存、高速CPU及其它硬件。

?具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。

相對(duì)于傳統(tǒng)PLC,軟PLC的CPU處理速度更快，能夠在短時(shí)間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù)，

能夠利用PC機(jī)的軟件平臺(tái)處理一些比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)類型，如浮點(diǎn)數(shù)和字

符串等。

?具有友好的人機(jī)界面，便于操作。

?具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊功能。

軟PLC既可以與企業(yè)管理信息系統(tǒng)相連，便于企業(yè)的整合，也可以監(jiān)控工廠的設(shè)

備運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸以及在線監(jiān)控、編輯、仿真、調(diào)試等功能。

?能夠執(zhí)行比較復(fù)雜的控制算法。

軟PLC除了能夠完成傳統(tǒng)PLC的PID調(diào)節(jié)和離散I/O控制外，還能進(jìn)行過程控制

和運(yùn)動(dòng)控制。

?節(jié)約成本和培訓(xùn)費(fèi)用。

由于軟PLC具有開放的體系結(jié)構(gòu)，用戶不必拘泥于廠家限制，可以根據(jù)需求,

合理選擇硬件和軟件，以節(jié)約成本；由于軟PLC遵循許多工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，能節(jié)約人員

培訓(xùn)費(fèi)用。

3.2.3PLC的選擇

本設(shè)計(jì)使用德國(guó)KUKA公司生產(chǎn)的機(jī)器人,這種機(jī)器人集成了由KW-Software

公司開發(fā)的SoftPLCMULTIPR0G3.5,此軟件可用指令表、結(jié)構(gòu)化文本以及梯形

圖、功能圖和順序功能圖。所有語(yǔ)言都可混合于一個(gè)項(xiàng)目中。機(jī)械順序功能圖表

語(yǔ)言（MSFC）也可以使用。由于循環(huán)運(yùn)行，因此它只需較短的試運(yùn)行期。擴(kuò)展的

診斷功能只產(chǎn)生極少的停頓周期。而且，在自動(dòng)叱模式下可以很容易操作。

西門子的ET200是基于現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS-DP或PR0FINET的分布式I/0u

它接收的數(shù)據(jù)通過總線傳輸給PLC的CPU,CPU經(jīng)過處理后再把信號(hào)通過ET200

的輸出輸送出去。由于機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)的夾具，焊槍，轉(zhuǎn)臺(tái)等有許多控制信號(hào)，

而且現(xiàn)場(chǎng)與控制柜距離較遠(yuǎn)，因此將這些信號(hào)連接至ET200,ET200作為從站與機(jī)

器人主站之間通訊，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人SoftPLC對(duì)夾具等的控制。

3.3夾具系統(tǒng)

本設(shè)計(jì)中共有兩套夾具，分別位于轉(zhuǎn)臺(tái)的A/B面，用于板件的定位。在轉(zhuǎn)臺(tái)

的每一面都有兩個(gè)電感式接近開關(guān)，如果板件放置無誤，則接近開關(guān)接通，夾具

才可動(dòng)作。用氣缸作為夾具的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，氣缸的動(dòng)作信號(hào)以及動(dòng)作所需的氣體都

過閥島來控制。閥島作為機(jī)器人子站通過總線與ET200相連，從而實(shí)現(xiàn)SoftPLC

對(duì)夾具的控制。

3.3.1電感式接近開關(guān)的工作原埋

如圖3.4所示，電感式接近開關(guān)由三大部分組成：振蕩器、開關(guān)電路及放大

輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)金屬板件接近這一磁場(chǎng)，并達(dá)到感應(yīng)距

離時(shí)，在金屬板件內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停

振的變化被后級(jí)放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號(hào)，傳輸?shù)絇LC,作為夾具關(guān)閉的

必要條件。此時(shí)，接近開關(guān)的工作指示燈會(huì)點(diǎn)亮。如果指示燈沒有點(diǎn)亮，則說明

板件位置沒有放好，夾具則不會(huì)關(guān)閉，否則會(huì)將板件壓變形.

3.3.2氣缸的工作原理

如圖3.5所示，該氣缸為雙作用氣缸，其被分活塞為兩個(gè)腔室：有桿腔（簡(jiǎn)

稱頭腔或前腔）和無桿腔（簡(jiǎn)稱尾腔或后腔）。有活塞桿的腔室成為有桿腔，無

活塞桿的腔室稱為無桿腔。當(dāng)PLC接收到夾具夾緊信號(hào)，通過總線傳輸?shù)介y島，

閥島打開相應(yīng)氣路，壓縮空氣從無桿腔端的進(jìn)氣口輸入，并在活塞左端面上的力

克服了運(yùn)動(dòng)摩擦力，負(fù)載等反作用力，推進(jìn)活塞前進(jìn)，有桿腔內(nèi)的空氣經(jīng)該端排

氣口排入大氣，使活塞伸出，從而帶動(dòng)夾具夾緊。當(dāng)活塞前進(jìn)到位時(shí)，接近開關(guān)

2感應(yīng)到活塞右邊的金屬面而接通，向閥島反饋夾具夾緊到位信號(hào)，閥島收到信

號(hào)后，關(guān)閉相應(yīng)氣路。同樣，當(dāng)PLC接收到夾具松開信號(hào)時(shí)，壓縮空氣從有桿腔

輸入，無桿腔氣體從排氣口排出，完成夾具松開動(dòng)作。

圖3.4電感式接近開關(guān)

出氣

圖3.5氣缸工作原理

3.3.3閥島的工作原理

整個(gè)夾具系統(tǒng)共有2套夾具，每套4組，每組2個(gè)，總共用到16個(gè)氣缸。

如果每個(gè)氣缸都通過分立的電磁閥來控制，勢(shì)必會(huì)帶來大量信號(hào)，能量的管件和

連線。當(dāng)這些管件和連線跟隨轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因泄露，堵塞，虛接或短路而引發(fā)的

故障率就會(huì)較高，同時(shí)還給設(shè)備的管理和維護(hù)帶來不便。除此之外，在整個(gè)點(diǎn)焊

機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中必須要經(jīng)過對(duì)所有分立元件的選型，驗(yàn)收，組裝，調(diào)試

以及整機(jī)安裝等繁多費(fèi)時(shí)的步驟，必須投入大量的人力和費(fèi)用。這不僅是整個(gè)系

統(tǒng)的開發(fā)，制造周期延長(zhǎng)，而且常常因?yàn)槿藶橐蛩爻霈F(xiàn)設(shè)計(jì)或制造錯(cuò)誤，從而延

誤設(shè)備的投用日期甚至影響到設(shè)備的功能和質(zhì)量。

基于此，木設(shè)計(jì)中夾具系統(tǒng)中所用到的汽缸都是通過ProfibusDP總線型閥

島這一電氣一體化的控制元件來控制的。帶現(xiàn)場(chǎng)總線的閥島有一個(gè)總線輸入口和

一個(gè)總線輸出口，這樣當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)帶現(xiàn)場(chǎng)總線閥島或其他帶現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備

時(shí)，可以由近至遠(yuǎn)串聯(lián)連接。這種閥島與外界的數(shù)據(jù)交換只需要通過一根兩股或

四股的屏蔽電纜實(shí)現(xiàn)。這大幅度節(jié)省了接線時(shí)間，而且由于連線的減少使設(shè)備所

占的空間減小，設(shè)備維護(hù)更方便。如圖3.6所示為閥島與ET200總線通訊。

A00ET200

ET200與機(jī)器人通訶

PS307IM153-1

DP1A:1

DP1B:2

DP2A:3d

DP2B:4-

IPEET200與閥島通訊

PE

開關(guān)電源”(PE

M

PE-

開關(guān)電源N,L+

M-

L+—

M+-

PLC電源模塊

PLC通訊模塊

ET200與閥島通訊

轉(zhuǎn)臺(tái)夾具

圖3.6閥島與ET200總線通訊

3.4轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)

為了減小系統(tǒng)的工作節(jié)拍，提高系統(tǒng)工作的連貫性，本設(shè)計(jì)采用轉(zhuǎn)臺(tái)的方式

將兩種不同的板件連續(xù)地送到機(jī)器人工位進(jìn)行焊接。

3.4.1電磁閥的工作原理

轉(zhuǎn)臺(tái)在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)到位時(shí)，需要用定位銷將轉(zhuǎn)臺(tái)固定住，機(jī)器人才能對(duì)板件

進(jìn)行焊接。如果轉(zhuǎn)臺(tái)沒有固定，機(jī)器人在工作過程中會(huì)引起轉(zhuǎn)臺(tái)的偏位，導(dǎo)致焊

點(diǎn)不在設(shè)計(jì)的位置，造成板件的報(bào)廢。本設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)臺(tái)用到兩個(gè)定位銷，正轉(zhuǎn)到位

和反轉(zhuǎn)到位各一個(gè)。通過控制電磁閥的通斷帶動(dòng)氣缸的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)定位銷的

上升與下降。

本設(shè)計(jì)中用的電磁閥是單電控直動(dòng)式電磁閥，既利用電磁力直接推動(dòng)閥桿

（閥芯）換向，其工作原理如圖3.7所示。圖⑸所示電磁線圈未通電時(shí)，P、A

斷開，閥沒有輸出。圖⑹所示電磁線圈通電時(shí)，電磁鐵推動(dòng)閥芯向下移動(dòng)，使

P、A接通，閥有輸出。

1

A

⑹線圈通電時(shí)的狀態(tài)

圖3.7單電控直動(dòng)式電磁閥工作原理

1—電磁鐵2—閥芯3—彈簧

3.4.2變頻器控制電路的設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)是通過變頻器來控制的。電機(jī)設(shè)有兩種轉(zhuǎn)速，即低速和

高速。當(dāng)系統(tǒng)在手動(dòng)模式時(shí)，出于安全考慮，轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電機(jī)始終處于低速狀態(tài):

而在自動(dòng)模式下，當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)之后就處于高速狀態(tài)，直到減速位的接近開關(guān)

感應(yīng)到信號(hào)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)為低速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)停止位接近開關(guān)感應(yīng)到信號(hào)，電機(jī)則停止。

在這種情況下，低速運(yùn)動(dòng)作為轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)由高速狀杰到停止?fàn)顟B(tài)的一個(gè)過渡過程。

圖3.8所示為變頻器控制電路。

3.4.3轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)

位于轉(zhuǎn)臺(tái)的兩側(cè)上設(shè)有兩對(duì)電感式接近開關(guān)，分別為正轉(zhuǎn)減速位，正轉(zhuǎn)停止

位，反轉(zhuǎn)減速位和反轉(zhuǎn)停止位。另外在轉(zhuǎn)臺(tái)兩側(cè)還設(shè)了超程保護(hù)，以便在停止位

接近開關(guān)故障時(shí)，電機(jī)能停下來，防止發(fā)生碰撞。在轉(zhuǎn)臺(tái)上還設(shè)有制動(dòng)器，用于

在緊急狀況下，電機(jī)能夠抱閘停止。圖3.9所示為轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的電路原理圖。

(a)轉(zhuǎn)臺(tái)定位

(b)轉(zhuǎn)臺(tái)減速

程

反程保護(hù)I

24V-

轉(zhuǎn)鈿瞞

(c)轉(zhuǎn)臺(tái)制動(dòng)

圖3.9轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的電路原理

3.5焊接系統(tǒng)

3.5.1焊槍的工作原理

本設(shè)計(jì)中使用的焊鉗為氣動(dòng)焊鉗，如圖3.10所示。通過氣缸來實(shí)現(xiàn)焊鉗的

閉合與打開。該焊鉗共有三種動(dòng)作，既大開，小開和閉合。焊鉗動(dòng)作過程及相應(yīng)

動(dòng)作功能如表3.1所示。圖3.11為焊鉗的控制電路。

表3.1焊鉗動(dòng)作過程及相應(yīng)動(dòng)作功能

焊鉗動(dòng)作過程動(dòng)作的功能

大開一小開避開障礙之后，到達(dá)焊點(diǎn)位置

小開一閉合開始打點(diǎn)

閉合一小開打點(diǎn)結(jié)束

小開一大開避開障礙，前往下一焊點(diǎn)位置

LQ

圖3.10C型氣動(dòng)焊鉗

閉合（打點(diǎn)）大升小升

24V-

GUN打點(diǎn)GUN大開GUN小開

圖3.11焊鉗控制電路

3.5.2修磨器

焊鉗在焊接一段時(shí)間之后電極頭表面會(huì)氧化磨損，這是需要將其修磨之后才

能繼續(xù)使用。本設(shè)計(jì)中為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝備的自動(dòng)化，提高生產(chǎn)節(jié)拍，為點(diǎn)焊機(jī)器

人配備了一臺(tái)自動(dòng)電極修磨器，實(shí)現(xiàn)電極頭工作面氧化磨損后的修鋰過程自動(dòng)

化，同時(shí)也避免了人員頻繁進(jìn)入生產(chǎn)線帶來的安全隱患。電極修磨機(jī)由機(jī)器人的

內(nèi)置SfotPLC控制，示教專門的電極修鋰程序來完成電極修鋰。修磨器控制電路

如圖3.11所示。

至1緡器

圖3.11修磨器控制電路

4機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)電氣控制部分軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)中機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)有兩種運(yùn)行模式即自動(dòng)模式和手動(dòng)模式，因此軟件

設(shè)計(jì)也分為自動(dòng)模式下的軟件設(shè)計(jì)和手動(dòng)模式下的軟件設(shè)計(jì)。當(dāng)工人進(jìn)行示教程

序調(diào)試（包括焊點(diǎn)及相應(yīng)軌跡的示教和修磨的示教），或進(jìn)行故障處理時(shí)，選擇

手動(dòng)狀態(tài)，可以通過主控制柜上的各種按鈕來對(duì)夾具，轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行操作。當(dāng)系統(tǒng)調(diào)

試完畢，能夠批量生產(chǎn)時(shí)，選擇自動(dòng)狀態(tài)，讓機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)自動(dòng)完成夾具的打

開與夾緊，轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)器人的點(diǎn)焊以及修磨器修磨。

在主控制柜上有手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，A/B面選擇開關(guān)，四個(gè)夾具打開按鈕,

四個(gè)夾具夾緊按鈕，定位銷上升按鈕，定位銷下降按鈕，轉(zhuǎn)臺(tái)正轉(zhuǎn)按鈕，轉(zhuǎn)臺(tái)反

轉(zhuǎn)按鈕，急停按鈕，故障復(fù)位按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕。

4.1機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)的工藝

設(shè)計(jì)機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)電氣控制軟件的依據(jù)是該系統(tǒng)的工藝。因此，確定本設(shè)

計(jì)中機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)的工藝對(duì)于本章的軟件設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。圖4.1示意了機(jī)

器人點(diǎn)焊系統(tǒng)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的布局。根據(jù)這種布局，確定本設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)工藝如下：

假設(shè)初始時(shí)工作臺(tái)A面位于工件取放區(qū)，而工作臺(tái)B面位于機(jī)器人工位，而且機(jī)

器人在原點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)上電，A面夾具打開，工人放入工件后，夾具關(guān)閉，定位銷

1下降，轉(zhuǎn)臺(tái)開始正轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)到位時(shí)，定位銷2上升，固定轉(zhuǎn)臺(tái)，之后機(jī)器人

開始對(duì)A面板件進(jìn)行焊接。與此同時(shí)，工作臺(tái)B面夾具應(yīng)該打開，工人取出板件,

并且放入新件，之后B面夾具關(guān)閉，這些動(dòng)作必須在機(jī)器人完成對(duì)A面的點(diǎn)焊任

務(wù)之前完成。當(dāng)機(jī)器人完成對(duì)A面的點(diǎn)焊任務(wù)，回到原點(diǎn)之后，發(fā)出工作完成信

號(hào)，此時(shí)，定位銷2下降，轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)到位后定位銷1上升，機(jī)器人開始對(duì)

B面板件進(jìn)行焊接。如此循環(huán)下去，直到有中斷打破循環(huán)。

修磨器機(jī)器人

圖4.1機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的安裝示意圖

4.2系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)

對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的程序，一定要有一個(gè)程序總流程圖，以便反映各個(gè)程序子模

塊間的內(nèi)在聯(lián)系，表達(dá)各個(gè)子模塊的功能。

4.2.1手動(dòng)模式軟件總體設(shè)計(jì)

手動(dòng)模式軟件總體流程圖如圖4.3所示。

，上電開機(jī);

手動(dòng)：一"?選擇手動(dòng)一

Y

V

jA/B而選N、轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)N嚼靄』持現(xiàn)狀

、、擇開關(guān)？、動(dòng)按鈕？

/________

T工

1——Affi?轉(zhuǎn)臺(tái)正轉(zhuǎn)？t轉(zhuǎn)臺(tái)反轉(zhuǎn)?，＜夾具打開?二—

rrI

盜具正黑瞥T轉(zhuǎn)臺(tái)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)不動(dòng)

夾具打開夾具關(guān)閉

擇而,---選--擇--血----1------------11

圖4.3手動(dòng)模式軟件總體設(shè)計(jì)流程圖

4.2.2自動(dòng)模式軟件總體設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)軟件任務(wù)的分析，得到自動(dòng)模式軟件總體流程圖如圖4.4所示。

（上電開機(jī)

v____y

一機(jī)器人7」手動(dòng)將機(jī)器

一牽原點(diǎn)？.1人回原點(diǎn)

▼

\i

位

定

..N,手動(dòng)將定

升

上?

/.位銷上升

《

納

打

)

Y

7嫦

乂選擇自動(dòng)-

婢

.

一Y

主控制框選

A選擇自動(dòng)

擇自動(dòng)模式?

BY

A

BA

▼

Y

圖4.4自動(dòng)模式軟件總體流程圖

4.3夾具系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

4.3.1夾具系統(tǒng)手動(dòng)模式軟件設(shè)計(jì)

若夾具現(xiàn)狀為打開，在放入板件之后需要將夾具關(guān)閉。夾具能夠關(guān)閉的必要

條件是用于板件定位的兩個(gè)接近開關(guān)工作指示必須點(diǎn)亮，這說明接近開關(guān)已經(jīng)感

應(yīng)到板件，板件放置無誤，按下夾具關(guān)閉按鈕之后，夾具夾緊，絕不會(huì)造成板件

變形。如果至少有一個(gè)接近開關(guān)沒有工作，按夾具關(guān)閉按鈕則無效。此時(shí)應(yīng)該檢

查板件是否放置正確，或接近開關(guān)信號(hào)線是否接觸良好。手動(dòng)模式夾具關(guān)閉流程

圖如圖4.5所示。

若夾具現(xiàn)狀為關(guān)閉，現(xiàn)需要將夾具打開，取出板件。夾具能打開的必要條件

是轉(zhuǎn)臺(tái)必須到位，定位銷上升。以防花臺(tái)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，誤操作將夾具打開，出現(xiàn)安

全事故。手動(dòng)模式夾具打開流程圖如圖4.6所示。

'：上電開機(jī)；

夾具關(guān)閉〔

圖4.5手動(dòng)模式夾具關(guān)閉流程圖

!上電開機(jī)

圖4.6手動(dòng)模式夾具打開流程圖

i開機(jī)上電i

V—_>

選黜

動(dòng)模式

定位祜'上升，

機(jī)器人在原點(diǎn)

圖4.7自動(dòng)模式夾具動(dòng)作流程圖

4.3.2夾具系統(tǒng)自動(dòng)模式軟件設(shè)計(jì)

在自動(dòng)模式下，無需手動(dòng)按夾具打開、關(guān)閉按鈕，只要按照工藝流程，夾具

打開、關(guān)閉的條件滿足了，系統(tǒng)自動(dòng)完成相應(yīng)動(dòng)作。圖4.7為自動(dòng)模式夾具動(dòng)作

流程圖。

4.4轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

4.4.1轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)手動(dòng)模式軟件設(shè)計(jì)

通過機(jī)器人的教示器設(shè)定機(jī)器人初始位置也是機(jī)器人工作完成之后回到的

位置為機(jī)器人原點(diǎn)（安全點(diǎn)），既機(jī)器人停在這點(diǎn)能確保轉(zhuǎn)臺(tái)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中不會(huì)

因撞到機(jī)器人而損壞設(shè)備。手動(dòng)模式下，按轉(zhuǎn)臺(tái)正轉(zhuǎn)按鈕或轉(zhuǎn)臺(tái)反轉(zhuǎn)按鈕可以啟

動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)。轉(zhuǎn)臺(tái)只有在定位銷處于下降狀態(tài)才能啟動(dòng)，而定位銷下降的前提是機(jī)器

人必須在原點(diǎn)。如果機(jī)器人不在原點(diǎn)，按定位銷下降按鈕是無效的。花臺(tái)到位后,

按下定位銷上升按鈕，將轉(zhuǎn)臺(tái)定位。圖4.8為手動(dòng)模式轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)作流程圖。

4.4.2轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)自動(dòng)模式軟件設(shè)計(jì)

在自動(dòng)模式下，按照工藝流程，只要轉(zhuǎn)臺(tái)啟動(dòng)的條件成立了，轉(zhuǎn)臺(tái)自動(dòng)啟動(dòng)。

圖4.9所示為自動(dòng)模式下轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)作流程圖

上電開機(jī)i

選擇手動(dòng)工＜手動(dòng)？

'機(jī)器人、.N機(jī)器人

在原點(diǎn)？——\回原點(diǎn)

圖4.8手動(dòng)模式轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)作流程圖

1包〕

機(jī)器人、L機(jī)器人

?在原點(diǎn)？

▼丫

，Y

一/

位N手動(dòng)模式檢查氣源是

定<?-

上

升否供氣和定位銷信號(hào)

\

/-線是否接觸良好

1Y

當(dāng)前外側(cè)夾具打開，取

下焊接好的板件，放

入新件，機(jī)器人工作

一機(jī)器人工作、N

完成，回原點(diǎn)?

圖4.9自動(dòng)模式轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)作流程圖

結(jié)論

在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，對(duì)機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)電氣控制部分的硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)

計(jì)。木系統(tǒng)在硬件方面主要設(shè)計(jì)了以下幾個(gè)模塊：

1）安全保護(hù)系統(tǒng)；

2）夾具系統(tǒng)；

3）轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)；

4）焊接系統(tǒng)；

在軟件方面主要完成以下幾個(gè)程序模塊：

1）夾具系統(tǒng)手動(dòng)模式的程序設(shè)計(jì)；

2）夾具系統(tǒng)自動(dòng)模式的程序設(shè)計(jì)；

3）轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)手動(dòng)模式的程序設(shè)計(jì)；

4）轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)手動(dòng)模式的程序設(shè)計(jì)；

本論文是在對(duì)“電器與可編程控制器”課程有一定理解，對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際

情況有一定了解，參閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)和完成的。由于整個(gè)機(jī)器人點(diǎn)焊系

統(tǒng)的復(fù)雜性以及作者水平有限，論文中難免會(huì)存在一些不足之處，敬請(qǐng)?jiān)u審老師

批評(píng)指正。

謝辭

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附錄1主電源和220V電源分配電路圖

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附錄3安全門回路

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附錄5閥島與PLC連接電路圖

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