第三章智能制造單元運行與調(diào)試第一節(jié)認識智能制造單元與產(chǎn)品情景導入中國制造2025

堅持"創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構優(yōu)化、人才為本"一、智能制造單元構建的關鍵技術圖（1）傳感檢測技術高靈敏度、高精度、高可靠性的傳感技術。（2）實時通信網(wǎng)絡技術通信網(wǎng)絡實現(xiàn)模塊各個功能模塊實時數(shù)據(jù)通信。（3）精密制造技術精密成型鍛造技術、精密鑄造技術和數(shù)控加工技術等。

（4）自動識別技術射頻識別（RFID）技術是智能制造系統(tǒng)中被廣泛應用的一項關鍵技術。（5）工業(yè)機器人技術在智能制造系統(tǒng)運行過程中，工業(yè)機器人實現(xiàn)物料搬運、出入庫、數(shù)控機床上下料及工件夾持等功能。

（6）視覺檢測技術在智能制造系統(tǒng)中，視覺系統(tǒng)用于實現(xiàn)圖像檢測。（7）系統(tǒng)協(xié)同技術自動化系統(tǒng)整體方案設計技術以及安裝調(diào)試技術。二、CHL-DS-11智能制造單元與產(chǎn)品圖3-1CHL-DS-11智能制造單元1.總控制臺模塊外形及組成裝置圖3-2總控制臺模塊外形及組成裝置

總控制臺模塊也可以稱為總控子單元，其構成分為控制模塊、操作面板、顯示終端和移動終端。2.立體倉儲模塊圖3-3立體倉儲模塊

倉儲模塊用于存放零件，由工作臺、立體倉庫、遠程IO模塊等組件構成，立體倉庫為雙層六倉位結(jié)構，每個倉位可存放一個零件。3.打磨模塊圖3-4打磨模塊

打磨模塊是完成對零件表面打磨、吹屑過程中的設備，由工作臺、打磨工位、旋轉(zhuǎn)工位、翻轉(zhuǎn)工裝、吹屑工位、防護罩、遠程I/O模塊等組件構成。4.CNC加工模塊圖3-5CNC加工模塊

加工單元可對零件表面指定位置進行銑削加工，由工作臺、數(shù)控機床、刀庫、數(shù)控系統(tǒng)、遠程I/O模塊等組件構成。5.視覺檢測模塊圖3-6視覺檢測模塊

視覺檢測模塊可根據(jù)不同需求完成對零件的檢測、識別，由工作臺、智能視覺、光源、結(jié)果顯示器等組件構成。6.成品分揀模塊圖3-7成品分揀模塊

成品分揀模塊可根據(jù)程序?qū)崿F(xiàn)對不同零件的分揀動作，由工作臺、傳輸帶、分揀機構、分揀工位、遠程IO模塊等組件構成。7.執(zhí)行模塊圖3-8立體倉儲模塊

執(zhí)行模塊是產(chǎn)品在各個單元間轉(zhuǎn)換和定制加工的執(zhí)行終端，由工作臺、工業(yè)機器人、平移滑臺、快換模塊法蘭端、PLC控制器、遠程IO模塊等組件構成。第三章智能制造單元運行與調(diào)試第二節(jié)智能制造單元調(diào)試與應用一、PLC軸工藝對象的配置

圖3-9執(zhí)行單元滑臺移動1.工藝對象配置圖3-10新建伺服軸圖3-11基本參數(shù)-常規(guī)參數(shù)組態(tài)1.工藝對象配置圖3-12基本參數(shù)-驅(qū)動器參數(shù)配置圖3-13擴展參數(shù)-機械參數(shù)組態(tài)1.工藝對象配置圖3-14擴展參數(shù)-位置限制參數(shù)組態(tài)1.工藝對象配置圖3-15動態(tài)-常規(guī)參數(shù)組態(tài)1.工藝對象配置圖3-16動態(tài)-急停參數(shù)組態(tài)1.工藝對象配置圖3-17回原點-主動參數(shù)組態(tài)THANKS二、氣壓傳動控制系統(tǒng)的運行及調(diào)試圖3-18氣源處理三聯(lián)件圖3-19氣源處理二聯(lián)件圖3-20二位三通電磁換向閥工作原理圖3-21電磁換向閥圖形符號圖3-22單電控二位五通電磁換向閥圖3-23單電控二位五通電磁換向閥組圖3-24各類氣動執(zhí)行元件圖3-25氣缸和單向節(jié)流閥的安裝圖3-26磁耦式無桿氣缸

說明：此圖是執(zhí)行單元氣動原理圖。該氣壓傳動系統(tǒng)有2個氣動手指氣缸，功能是實現(xiàn)夾具在機器人末端關節(jié)的安裝和夾具夾持動作的實現(xiàn)。圖3-27

機械手法蘭夾具和氣動夾具氣動原理圖

說明：該氣壓傳動系統(tǒng)有6個筆形氣缸，功能是實現(xiàn)6個倉位汽車輪轂的入倉和出倉，入倉時氣缸活塞桿縮回，出倉時活塞桿伸出，伸出位置由磁性開關檢測，縮回退到底。氣缸初始狀態(tài)為活塞桿縮回，換向閥電磁線圈通電實現(xiàn)活塞桿伸出。圖3-28立體倉儲模塊氣動原理圖圖3-29分揀模塊氣動原理圖

該氣壓傳動系統(tǒng)有9個氣缸，實現(xiàn)汽車輪轂在三個成品庫的入庫作業(yè)。每個成品庫入庫作業(yè)包括擋料、推料、定位三個動作，所以每個成品庫有三個氣缸；擋料氣缸升降動作，當下降時實現(xiàn)擋料；推料氣缸為磁偶式無桿氣缸，將汽車輪轂推送至成品庫；定位氣缸實現(xiàn)汽車輪轂在成品庫正確安放。

圖3-30打磨單元氣動原理圖

該氣壓傳動系統(tǒng)有6個氣缸，還有一個吹氣倉（作用是吹氣清除汽車輪轂的鐵屑）；夾爪升降氣缸和夾爪翻轉(zhuǎn)氣缸換向用雙電控三位五通閥控制，打其余氣缸換向用單電控二位五通閥控制。

說明：該氣壓傳動系統(tǒng)有6個氣缸，還有一個吹氣倉（作用是吹氣清除汽車輪轂的鐵屑）；夾爪升降氣缸和夾爪翻轉(zhuǎn)氣缸換向用雙電控三位五通閥控制，打其余氣缸換向用單電控二位五通閥控制。

打磨單元氣壓傳動系統(tǒng)的工作過程是：打磨工位夾持氣缸實現(xiàn)汽車輪轂夾持→機械手攜帶打磨工具實現(xiàn)輪轂打磨→夾爪手指氣缸實現(xiàn)汽車輪轂夾持→夾爪升降氣缸實現(xiàn)夾爪上升→夾爪翻轉(zhuǎn)氣缸實現(xiàn)汽車輪轂翻轉(zhuǎn)→夾爪升降氣缸實現(xiàn)夾爪下降→夾爪手指氣缸實現(xiàn)汽車輪轂松開夾持→旋轉(zhuǎn)工位夾持氣缸實現(xiàn)汽車輪轂夾持→機械手攜帶打磨工具實現(xiàn)輪轂打磨→旋轉(zhuǎn)工位擺動氣缸實現(xiàn)汽車輪轂旋轉(zhuǎn)一定角度→機械手攜帶打磨工具實現(xiàn)輪轂打磨→機械手夾持汽車輪轂進入吹氣倉吹氣清楚汽車輪轂鐵屑→機械手夾持汽車輪轂進入分揀模塊進行分揀等。

圖3-31視覺檢測模塊軟件操作界面

圖3-32歐姆龍視覺系統(tǒng)三、視覺檢測模塊的運行及調(diào)試

判定顯示窗口：顯示場景的綜合判定結(jié)果（[OK]/[NG]）。場景整體的綜合判定結(jié)果。綜合判定中顯示的處理單元群中，如果任一判定結(jié)果為NG，則顯示為NG。

信息顯示窗口：顯示布局、處理時間和場景組名稱、場景名稱。

布局：將顯示當前的布局編號。

處理時間：顯示測量處理所花的時間。

場景組名稱、場景名稱：顯示當前顯示中的場景組編號、場景編號1.判定、信息顯示窗口圖3-33視覺系統(tǒng)軟件判定、信息顯示窗口

③工具窗口

“流程編輯”：啟動用于設定測量流程的流程編輯畫面。

“保存”：將設定數(shù)據(jù)保存到控制器的閃存中。變更任意設定后，請務必點擊此按鈕，保存設定。

“場景切換”：切換場景組或場景?？梢允褂?28個場景×32個場景組=4096個場景。

“布局切換”：切換布局編號。2.工具顯示窗口

圖3-34工具顯示窗口測量窗口的作用是執(zhí)行相機測量、圖像文件測量、輸出、連續(xù)測量。3.測量顯示窗口④測量顯示窗口

圖3-35測量顯示窗口

圖3-36相機參數(shù)設置

詳細結(jié)果顯示窗口（右圖下位）

將顯示試測量結(jié)果。

流程顯示窗口（右圖上位）

將顯示測量處理的內(nèi)容（測量流程中設定的內(nèi)容）。點擊各處理項目的圖標，將顯示處理項目的參數(shù)等要設定的屬性畫面。4.流程、詳細結(jié)果、圖像顯示窗口

圖3-37詳細結(jié)果顯示、圖像顯示知識回顧

本小節(jié)我們學習了視覺系統(tǒng)操作界面得判斷顯示窗口、信息顯示窗口、工具窗口、測量窗口、圖像窗口、詳細結(jié)果顯示窗口、流程顯示窗口。

圖3-38歐姆龍視覺系統(tǒng)

（1）進入主界面

執(zhí)行“功能”→“場景管理”命令，進行場景管理界面。

圖3-39場景管理5.車標檢測示例

（2）添加添加“形狀搜索Ⅲ”進入測試流程搭建界面，從右側(cè)項目處理單元中，選中需要添加的處理項目，單擊“追加”按鈕，處理項目即可被添加至左側(cè)流程框中。本項目添加的是“形狀搜索Ⅲ”。5.車標檢測示例圖3-40添加“形狀搜索Ⅲ”

（3）檢測區(qū)域設定

選擇符合奔馳車標大小的框選圖形，此處選擇長方形，框選車標搜索區(qū)域，選中“保存模型登錄圖像”項，單擊“確定”按鈕。圖3-41檢測區(qū)域設定5.車標檢測示例

（4）相似度設定

單擊“測量參數(shù)”選型卡，將相似度修改為85-100,單擊確定。

圖3-42相似度設定5.車標檢測示例5.車標檢測結(jié)果圖3-43有圖案車標檢測結(jié)果圖3-44沒有圖案車標檢測結(jié)果THANKS第三章智能制造單元運行與調(diào)試第三節(jié)

智能制造單元綜合調(diào)試運行

一、運行流程

二、綜合調(diào)試任務與目標1.執(zhí)行模塊的調(diào)試任務與目標2.立體倉儲模塊的調(diào)試任務與目標3.CNC加工模塊的調(diào)試任務與目標4.檢測模塊的調(diào)試任務與目標5.打磨模塊的調(diào)試任務與目標6.成品分揀模塊的調(diào)試任務與目標7.總控制臺模塊的調(diào)試任務與目標8.初始狀態(tài)的調(diào)試任務與目標1.氣路檢查接通氣路2.電源連接總電源檢查接通電源控制面板操作3.接通機器人電源開關接通機器人自動運行模式

三、執(zhí)行單元調(diào)試任務目標

（1）工業(yè)機器人安全姿態(tài)設定

確定工業(yè)機器人本體的安全姿態(tài)，在此姿態(tài)下工業(yè)機器人本體不會與周邊設備發(fā)生碰撞。當機器人單元第七軸運行時，工業(yè)機器人本體必須保持此姿態(tài)，不得同時其它動作。

（2）機器人單元第七軸參數(shù)配置

對機器人單元中的PLC編程，設置伺服電機的控制參數(shù)與實物規(guī)格一致，實現(xiàn)PLC對第七軸的運動控制；

在機器人示教器上實現(xiàn)第七軸回原點、定位運動、定速運動功能，原點傳感器位于標尺零刻度一側(cè)。

（3）快換工具的拾取與放回

對工業(yè)機器人操作與編程，使工業(yè)機器人可以完成對所需工具的拾取與放回，

動作過程連貫無碰撞。

（4）快換工具的使用

對工業(yè)機器人操作與編程，使工業(yè)機器人可以完成對所使用工具的動作控制，如夾爪類工具的夾緊/松開、吸盤類工具的吸取/釋放、電動工具的旋轉(zhuǎn)，并實現(xiàn)產(chǎn)品的拾取、釋放、加工等。

1.初始狀態(tài)的調(diào)試任務與目標

在流程開始前和流程結(jié)束后，應用平臺處于初始狀態(tài)，初始狀態(tài)目標如下：

（1）工業(yè)機器人處于安全姿態(tài)，無工具。

（2）第七軸處于原點位置。

（3）快換工具按照需求擺放穩(wěn)當。

（4）倉儲單元所有倉位托盤縮回，指示燈正常點亮。

（5）數(shù)控單元主軸停轉(zhuǎn)，主軸位于機床坐標系原點，數(shù)控機床安全門關閉，夾具位于前端并松開。

（6）分揀單元傳送帶停止，分揀機構所有氣缸縮回。

（7）總控單元三色燈僅綠色燈常亮，根據(jù)要求開始產(chǎn)品零件的生產(chǎn)工藝流程。

（8）流程開始前和完成所有流程后，總控單元三色燈僅黃色燈常亮。

2.立體倉儲單元調(diào)試任務目標

（1）由外部信號控制倉位托盤推出和縮回。

（2）每個倉位的傳感器可以感知當前是否有產(chǎn)品零件存放在倉位中。

（3）倉位指示燈根據(jù)倉位內(nèi)產(chǎn)品零件存儲狀態(tài)點亮，當倉位內(nèi)沒有存放產(chǎn)品零件時亮紅燈，當倉位內(nèi)存放有產(chǎn)品零件亮綠燈。

3.CNC加工模塊的調(diào)試任務與目標

（1）工業(yè)機器人將從打磨工位上取一個輪轂，數(shù)控單元安全門打開，工業(yè)機器人將輪轂上料到數(shù)控單元的夾具上；

（2）工業(yè)機器人退出數(shù)控單元，數(shù)控單元安全門關閉；

（3）數(shù)控機床完成指定加工圖紙圖形和數(shù)控加工工藝表進行加工（操作員需根據(jù)產(chǎn)品零件的正背面狀態(tài)自行完成翻轉(zhuǎn)動作，確保對產(chǎn)品零件正面的數(shù)控加工區(qū)域進行數(shù)控加工），加工完成數(shù)控主軸復位。

（4）工業(yè)機器人將產(chǎn)品零件由數(shù)控單元的夾具上拾取出來。

4.檢測單元的調(diào)試任務與目標

（1）工業(yè)機器人抓取輪轂零件，進行背面區(qū)域的產(chǎn)品特征視覺檢測；

（2）工業(yè)機器人控制視覺系統(tǒng)拍照。

5.打磨單元的調(diào)試任務與目標

（1）當工業(yè)機器人準備將輪轂零件放置到打磨工位或準備將輪轂由打磨工位取走時，翻轉(zhuǎn)工裝處于旋轉(zhuǎn)工位一側(cè)；

（2）當工業(yè)機器人準備將輪轂零件放置到旋轉(zhuǎn)工位或準備將輪轂由旋轉(zhuǎn)工位取走時，翻轉(zhuǎn)工裝處于打磨工位一側(cè)；

（