單元五工業(yè)機器人搬運工作站的系統(tǒng)設(shè)計

1、工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成主講教師：汪勵單元五 工業(yè)機器人搬運工作站的系統(tǒng)設(shè)計工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電工作任務(wù)描述:設(shè)計工業(yè)機器人搬運工作站硬件控制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，并進行系統(tǒng)調(diào)試工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電知識目標:1.掌握工業(yè)機器人與PLC的接口信號配置；2.掌握工業(yè)機器人遠程控制的電路設(shè)計和程序編寫；能力目標:1.能設(shè)計工業(yè)機器人與外圍設(shè)備的接口電路；2.能設(shè)計調(diào)試PLC程序及機器人程序；3.能解決工業(yè)機器人工作站的常見故障；工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州

2、機電重點：1、工業(yè)機器人與PLC的接口信號配置2、工業(yè)機器人程序的編寫難點:1、工業(yè)機器人與PLC接口電路的連接2、工業(yè)機器人外部控制的程序設(shè)計工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電 機器人搬運工作站系統(tǒng)在選擇機器人、PLC及相關(guān)控制設(shè)備后，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)設(shè)計系統(tǒng)硬件電路、PLC控制程序以及機器人運行程序。知識準備知識準備 工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電一、搬運工作站工作任務(wù)知識準備知識準備 1設(shè)備上電前，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，即輸送線上料位置處及落料臺上無工件、平面?zhèn)}庫里無工件；機器人選擇遠程模式、機器人在作業(yè)原點、無機器人報警錯誤、無機器人電池報警。

3、2按啟動按鈕，系統(tǒng)運行，機器人啟動。(1) 當輸送線上料檢測傳感器檢測到工件時啟動變頻器，將工件傳送到落料臺上，工件到達落料臺時變頻器停止運行，并通知機器人搬運；(2) 機器人收到命令后將工件搬運到平面?zhèn)}庫，搬運完成后機器人回到作業(yè)原點，等待下次的搬運請求；(3) 當平面?zhèn)}庫碼垛了7個工件，機器人停止搬運，輸送線停止輸送。清空倉庫后，按復(fù)位按鈕，系統(tǒng)繼續(xù)運行；工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電一、搬運工作站工作任務(wù)知識準備知識準備 3在搬運過程中，若按暫停按鈕，機器人暫停運行，按復(fù)位按鈕，機器人繼續(xù)運行。4在運行過程中急停按鈕一旦動作，系統(tǒng)立即停止；急停按鈕恢復(fù)后，按復(fù)位

4、按鈕進行復(fù)位，選擇示教器為“示教模式”，通過操作示教器使機器人回到作業(yè)原點。只有使系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)，按啟動按鈕，系統(tǒng)才可重新啟動。工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備知識準備 1 1接口配置接口配置PLC選用OMRON CP1L-M40DR-D型，機器人本體選用安川MH6型，機器人控制器選用DX100。根據(jù)控制要求，機器人與PLC的I/O接口分配見表。 插頭信號地址定義的內(nèi)容與PLC的連接地址CN308INB1機器人啟動100.00A2清除機器人報警和錯誤101.01OUTB8機器人運行中1.00A8機器人伺服已接通1.01A9機器人報警和錯

5、誤1.02B10機器人電池報警1.03A10機器人已選擇遠程模式1.04B13機器人在作業(yè)原點1.05CN306INB1 IN#(9)機器人搬運開始100.02OUTB8 OUT#(9)機器人搬運完成1.06工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備知識準備 1 1接口配置接口配置CN308是機器人的專用I/O接口，每個接口的功能是固定的，如CN308的B1輸入接口，其功能為“機器人啟動”，當B1口為高電平時，機器人啟動運行，開始執(zhí)行機器人程序。CN306是機器人的通用I/O接口，每個接口的功能由用戶定義，如將CN306的B1輸入接口（IN9）定義為

6、“機器人搬運開始”，當B1口為高電平時，機器人開始搬運工件。（具體參見機器人程序）工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備知識準備 1 1接口配置接口配置CN307也是機器人的通用I/O接口，每個接口的功能由用戶定義，如將CN307的B8、A8輸出接口（OUT17）定義為吸盤1、2吸緊功能，當機器人程序使OUT17輸出為1時，YV1得電，吸盤1、2吸緊。CN307的接口功能定義見表。插頭信號地址定義的內(nèi)容負載CN307A 8 （ O U T 1 7 + ） / B 8（OUT17-） 吸盤1、2吸緊YV1A 9 （ O U T 1 8 + ） /

7、B 9（OUT18-）吸盤1、2松開YV2A10（OUT19+）/B10（OUT19-）吸盤3、4吸緊YV3A11（OUT20+）/B11（OUT20-）吸盤3、4松開YV4工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備知識準備 1 1接口配置接口配置MXT是機器人的專用輸入接口，每個接口的功能是固定的。如EXSVON為機器人外部伺服ON功能，當29、30間接通時，機器人伺服電源接通。搬運工作站所使用的MXT接口見表。插頭信號地址定義的內(nèi)容繼電器MXTE X E S P 1 + （ 1 9 ） / EXESP1-（20）機器人雙回路急停KA2E X E

8、S P 2 + （ 2 1 ） / EXESP2-（22）E X S V O N + （ 2 9 ） / EXSVON-（30）機器人外部伺服ONKA1E X H O L D + （ 3 1 ） / EXHOLD-（32）機器人外部暫停KA3工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備知識準備 1 1接口配置接口配置PLC I/O地址分配見表。輸入信號輸出信號序號PLC輸入地址信號名稱序號PLC輸出地址信號名稱10.00 啟動按鈕1100.00 機器人程序啟動20.01暫停按鈕2100.01清除機器人報警與錯誤30.02復(fù)位按鈕3100.02機器人搬運

9、開始40.03急停按鈕4100.03變頻器啟?？刂?0.06輸送線上料檢測5100.04變頻器故障復(fù)位60.07落料臺工件檢測6101.00 機器人伺服使能70.08倉庫工件滿檢測7101.01機器人急停81.00 機器人運行中8101.02機器人暫停91.01機器人伺服已接通 101.02機器人報警/錯誤 111.03機器人電池報警 121.04機器人選擇遠程模式 131.05機器人在作業(yè)原點 141.06機器人搬運完成 工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備知識準備 2 2硬件電路硬件電路(1) PLC開關(guān)量輸入信號電路如圖所示。由于傳感器為

10、NPN電極開路型，且機器人的輸出接口為漏型輸出，故PLC的輸入采用漏型接法，即COM端接+24V。輸入信號包括控制按鈕和檢測用傳感器。COM0.000.010.020.030.060.070.08-+-B1+-B2+-B3+24V0V上料檢測落料臺工件檢測倉庫料滿檢測CP1L-M40DR-D數(shù)字量輸入部分0.00-0.11（0CH)啟動按鈕暫停按鈕復(fù)位按鈕急停按鈕SB1SB2SB3SB4工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備知識準備 2 2硬件電路硬件電路(2) 機器人輸出與PLC輸入接口電路如圖所示。CN303的1、2端接外部DC24V電源，P

11、LC輸入信號包括“機器人運行中”、“機器人搬運完成”等機器人的反饋信號。12CN3030V+24V+24V0VCP1L-M40DR-D數(shù)字量輸入部分1.00-1.11（1CH)1.001.011.021.03B8COM1.041.051.06A8A9B10A10B13B8CN308CN306OUT09機器人運行中機器伺服已接通機器人報警/錯誤機器人電池報警機器人選擇遠程模式機器人在作業(yè)原點機器人搬運完成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備知識準備 2 2硬件電路硬件電路(3) 機器人輸入與PLC輸出接口電路如圖所示。由于機器人的輸入接口為漏型輸

12、入，PLC的輸出采用漏型接法。PLC輸出信號包括“機器人啟動”、“機器人搬運開始”等控制機器人運行、停止的信號。V+機器人啟動清除機器人報警與故障機器人搬運開始12IN09101.00101.02101.01COMKA1KA2KA3機器人伺服使能機器人急停機器人暫停100.00COM100.01100.02CP1L-M40DR-D數(shù)字量輸出部分100.00-100.07（100CH)、101.00-101.07（101CH)COMCOMCN303B1A2B1CN308CN306+24V0V+24V0V工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備知識準備

13、 2 2硬件電路硬件電路 (4) 機器人專用輸入接口MXT電路如圖所示。繼電器KA2雙回路控制機器人急停、KA1控制機器人伺服使能、KA3控制機器人暫停。MXT1920212229303132KA2KA2KA1KA3急停急停伺服使能暫停EXESP1+EXESP1-EXESP2+EXESP2-EXSVON+EXSVON-EXHOLD+EXHOLD-工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電二、搬運工作站硬件系統(tǒng)知識準備知識準備 2 2硬件電路硬件電路(5) 機器人輸出控制電磁閥電路圖如圖所示。通過CN307接口控制電磁閥YV1YV4，用于抓取或釋放工件。B8CN307OUT17-A

14、8B9A9B10A10B11A11B16A16OUT17+OUT18-OUT18+OUT19-OUT19+OUT20-OUT20+024VU024VUB17024VUA17024VUB18+24VU吸盤1、2吸緊吸盤1、2釋放吸盤3、4吸緊吸盤3、4釋放YV1YV2YV3YV4工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備知識準備 1 1搬運工作站搬運工作站PLCPLC程序程序工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備知識準備 1 1搬運工作站搬運工作站PLCPLC程序程序工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作

15、站系統(tǒng)集成常州機電三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備知識準備 1 1搬運工作站搬運工作站PLCPLC程序程序工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備知識準備 1 1搬運工作站搬運工作站PLCPLC程序程序工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備知識準備 2 2搬運工作站機器人程序搬運工作站機器人程序序號序號程序程序注釋注釋1NOP 2*L10程序標號3CLEAR B000 1 置“搬運工件數(shù)”記憶存儲器B000為0；初始化4DOUT OT#(9)=OFF清除“機器人搬運完成”信號；初始化5PULSE OT#

16、(18) T=2.00 YV2得電2s，吸盤1、2松開；初始化6PULSE OT#(20) T=2.00 YV4得電2s，吸盤3、4松開；初始化7*L9程序標號8WAIT IN#(9)=ON 等待PLC發(fā)出“機器人搬運開始”指令9MOVJ VJ=10.00 PL=0機器人作業(yè)原點，關(guān)鍵示教點10MOVJ VJ=15.00 PL=3中間移動點11MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點12MOVL V=83.3 PL=0 吸盤接近工件，關(guān)鍵示教點13PULSE OT#(17) T=2.00 YV1得電2s，吸盤1、2吸緊14PULSE OT#(19) T=2.00 YV3得電2s，吸盤3

17、、4吸緊15MOVL V=166.7 PL=3中間移動點工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備知識準備 2 2搬運工作站機器人程序搬運工作站機器人程序序號序號程序程序注釋注釋16MOVJ VJ=10.00 PL=3中間移動點17MOVJ VJ=15.00 PL=3中間移動點18MOVJ VJ=10.00 PL=1中間移動點19MOVL V=250.0 PL=1 到達倉庫正上方（距離倉庫底面在7塊工件的厚度以上）20JUMP *L0 IF B000=0如果搬運第一塊工件，跳轉(zhuǎn)至*L021JUMP *L1 IF B000=1如果搬運第二塊工件，跳轉(zhuǎn)至

18、*L122JUMP *L2 IF B000=2如果搬運第三塊工件，跳轉(zhuǎn)至*L223JUMP *L3 IF B000=3如果搬運第四塊工件，跳轉(zhuǎn)至*L324JUMP *L4 IF B000=4如果搬運第五塊工件，跳轉(zhuǎn)至*L425JUMP *L5 IF B000=5如果搬運第六塊工件，跳轉(zhuǎn)至*L526JUMP *L6 IF B000=6如果搬運第七塊工件，跳轉(zhuǎn)至*L627*L0放置第1個工件時程序標號28MOVL V=83.3放置第1個工件時，工件下降的位置。作為關(guān)鍵示教點29JUMP *L8跳轉(zhuǎn)至*L830*L1放置第2個工件時程序標號工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電三、

19、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備知識準備 2 2搬運工作站機器人程序搬運工作站機器人程序序號序號程序程序注釋注釋31MOVL V=83.3放置第2個工件時，工件下降的位置32JUMP *L8跳轉(zhuǎn)至*L833*L2放置第3個工件時程序標號34MOVL V=83.3放置第3個工件時，工件下降的位置35JUMP *L8跳轉(zhuǎn)至*L836*L3放置第4個工件時程序標號37MOVL V=83.3放置第4個工件時，工件下降的位置38JUMP *L8跳轉(zhuǎn)至*L839*L4放置第5個工件時程序標號40MOVL V=83.3 放置第5個工件時，工件下降的位置41JUMP *L8跳轉(zhuǎn)至*L842*L5放置第6個工件時程序

20、標號43MOVL V=83.3 放置第6個工件時，工件下降的位置44JUMP *L8跳轉(zhuǎn)至*L845*L6放置第7個工件時程序標號工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備知識準備 2 2搬運工作站機器人程序搬運工作站機器人程序序號序號程序程序注釋注釋46MOVL V=83.3 放置第7個工件時，工件下降的位置47*L8 程序標號*L848TIMER T=1.00 吸盤到位后，延時1秒49PULSE OT#(18) T=2.00 YV2得電2s，吸盤1、2松開50PULSE OT#(20) T=2.00 YV4得電2s，吸盤3、4松開51INC B0

21、00 “搬運工件數(shù)”加152MOVL V=83.3 PL=1 中間移動點53MOVJ VJ=20.00 PL=1中間移動點54MOVJ VJ=20.00 回作業(yè)原點55PULSE OT#(9) T=1.00 向PLC發(fā)出1s“機器人搬運完成”信號56JUMP *L9 IF B0007 判斷倉庫是否已經(jīng)滿（7個工件滿）57JUMP *L10跳轉(zhuǎn)至*L1058END 工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成常州機電三、搬運工作站軟件系統(tǒng)知識準備知識準備 2 2搬運工作站機器人程序搬運工作站機器人程序當PLC的100.00輸出“1”時，機器人CN308的B1輸入口接受到該信號，機器人啟動，開始執(zhí)行程序。執(zhí)行到第8條指令時，機器人等待落料臺傳感器檢測工件。當落料臺上有工件時，PLC的100.02輸出“1”，向機器人發(fā)出“機器人搬運開始”命令，機器人CN306的9號輸出口接受到該信號，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。由于工件在倉庫里是層層碼垛的，所以機器人每搬運一個工件，末端執(zhí)行器要逐漸抬高，抬高的距離大于一個工件的厚度。標號*L0*