基于PROFINET的KUKA机器人三维激光切割系统设计
耐用通信profinet转ethernet网关连接发那科机器人配置案例
PROFINET转EtherNet网关连接发那科机器人配置案例本案例是西门子1200PLC通过PROFINET转EtherNet网关连接发那科搬运机器人配置案例。
所需设备：西门子1200PLC、Profinet转EtherNet IP网关、Fanuc机器人。
1、使用方法打开西门子博图配置软件，添加PLC；2、导入PROFINET转EtherNet网关GSD文件；3、安装PROFINET转EtherNet网关GSD后选择对应模块；4、设置PROFINET转EtherNet网关IP及设备名称（本例名称为PN1设备IP为192.168.20.10）；5、设置发送接收数据长度（可添加更大长度）；6、下载组态到PLC，设置好机器人的IP地址，打开机器人设置菜单找到主机通讯选项；7、找到搬运机器人控制端的TCP/IP选项；8、设置机器人的IP地址（本例为192.168.0.10）；9、设置机器人连接的远程I/O的IP地址即PROFINET转EtherNet网关ethernet端的IP地址；10、添加一个链接；11、设置好从站IP（本例为192.168.0.5）厂商ID为170，设备类型11，产品代码1输入输出大小32个字（64字节），Assembly instance的输入输出为100/150，如果设备不能导入eds 文件，参数可从网关的eds文件中查找；12、打开PROFINET转EtherNet网关配置软件，因为PROFINET转EtherNet网关作为EtherNet 从站，所以选择PN2EIP；13、设置PROFINET转EtherNet网关Profinet端的IP地址及设备名称（和博图组态保持一致）；14、数据长度为64字节（机器人设置为32个字所以要换算为64字节保持一致）；15、设置PROFINET转EtherNet网关在EtherNet端的IP地址；16设置PROFINET转EtherNet网关在EtherNet IP中的数据长度；17、下载配置到PROFINET转EtherNet网关后重新上电即可使用。
基于3D_视觉的机器人坡口切割站系统设计
基于3D视觉的机器人坡口切割站系统设计尹志锋三一技术装备有限公司 长沙 410000摘 要：目前工程机械行业中大部分钢板工件为了确保焊接质量，需要对其进行坡口切割，而目前基本采用桁架搬运及火焰切割为主，效率低及作业强度大。
为了提高坡口切割质量、工件坡口切割的生产效率以及确保焊接质量，文中设计了一种基于3D视觉定位与牛眼平台定位相结合的机器人自动上下料坡口切割工作站系统，该系统结合了工业机器人技术、图像处理技术及等离子切割技术。
通过实际生产表明：该工作站的视觉引导定位与机械定位精度到达±1 mm，且同等工件的生产效率提高40%，极大提高了工程机械领域钢板的坡口加工效率。
关键词：3D视觉；坡口切割；工业机器人；系统设计中图分类号：TP242.2 文献标识码：B 文章编号：1001-0785（2023）16-0054-06Abstract: In view of the fact that at present, in the construction machinery industry, in order to ensure the welding quality, most steel plate workpieces need groove cutting, but at present, truss handling and flame cutting are basically used, which has low efficiency and high working intensity. In order to improve the groove cutting quality, cutting efficiency and ensure the welding quality, in this paper, the author puts forward a robot automatic feeding and discharging groove cutting workstation system based on 3D vision positioning and “bulls eye” platform positioning, which combines industrial robot technology, image processing technology and plasma cutting technology. The actual production shows that the accuracy of visual guidance positioning and mechanical positioning of the workstation can reach ±1 mm, which improves the production efficiency of the workpiece by 40% and greatly improves the groove machining efficiency of steel plates in the field of construction machinery.Keywords:3D vision; bevel cutting; industrial robots; system design0 引言在智能制造以及产业转型升级的趋势下，随着越来越多焊接机器人的引入，机器人焊接对于工件坡口的质量要求越来越高，传统的纯人工搬运切割效率满足不了现在的生产需求，其切割坡口质量差、尺寸不一及工作效率低，严重影响结构件的拼接点尺寸及质量。
机器人三维激光切割应用
机器人三维激光切割应用
数控技术部 陈明 2019年7月2日
目 录：
机器人三维激光切割应用
一． 控制系统软硬件介绍 二． 常用技术方案介绍 三． 典型工装介绍 四． 运动控制优化讨论
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机器人三维激光切割应用
工业机器人的组成
工业机器人一般由执行机构、控制系统和驱动系统组成
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机器人三维激光切割应用
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机器人三维激光切割应用
机器人管件切割系统配置
序号
子系统
1 光纤激光器 2 冷水机 3 机器人
4 激光切割头 5 旋转式交换台
往复式交换台 6 激光防护房 7 除尘过滤系统 8 随动控制盒 9 离线软件 10 控制系统软件
厂商 德国IPG 河北同飞 法国Staubli 日本FANUC 德国PRECITEC 德国WEISS
THANK YOU！
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动生动精密的工装夹具。
机器人三维激光切割应用
下一步计划
需要进一步提高机器人集成能力，提高系统精度和速度，特别是系统的安 全、稳定性，让汽车行业用户逐步开始批量采用机器人柔性激光切割解决方 案。非金属切割存在较大的市场，CO2激光器其波长10.6um的辐射，能为各 种非金属材料很好的吸收。
美国唐纳森
美国MASTERCAM
备注
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机器人三维激光切割应用
主要应用领域
机器人柔性激光切割在汽车行业的应用正变得日益普遍，这与激光技术 的发展和机器人精密轨迹控制技术的完善有着密不可分的联系。新形势下， 汽车使用者的需求正变得多样化和个性化，越来越多新车型涌现。大部分车 出现逐步批量缩小的态势，因为部分汽车厂商无法预测和保证将来某一车型 的销量和稳定的产量，所以开始尝试低成本的机器人激光柔性切割设备或生 产线。这种趋势从汽车备件市场开始，不断地向工程机械、客车、农用车、 电动车等领域拓展和普及。一方面激光切割往往要求很高的位置精度，且对 小圆等小轨迹精度有很高的要求；另一方面取决于机器人的效率，一般机器 人各个轴关节运动控制速度比较慢，同时机器人手臂重量过大不适合高速运 动；第三方面是机器人的刚性，刚性差的机器人抖动厉害，机器人循迹性差， 而且机器人变形厉害，无法准确达到工件数模中需要切割的精确位置。
kuka库卡机器人弧焊点焊涂胶搬运激光等程序编写规范
声明：本文档作为KUKA机器人编程规范指导，要求供应商按照相关定义编写程序结构和符号命名，具体逻辑和程序漏洞供应商自行检查，有发现问题请及时提出并统一修改，如有供应商编写程序直接抄写本文档造成的事故和其它原因对机器人造成的损害，责任由供应商承担。
机器人程序编写必须遵守当地国家和地区的标准，满足海斯坦普安全、工艺、电气规范等相关标准。
目录1.程序的存放： (4)1.1.\KRC\R1\MainProg文件里面放车型的主程序 (4)1.2.\KRC\R1\Application 存放焊接，抓放件，抓放抓手等应用子程序（如果车型较多可以按车型分开存放） (5)2.程序的调用 (5)3.轨迹程序命名： (6)3.1.焊接程序：WeldV339、WeldV466 (6)3.2.抓件程序：Pick###From xxx (6)3.3.放件程序：Drop###To xxx (6)3.4.服务程序： (6)3.5.常用点的起名： (7)3.6.Tool 的命名和使用： (7)3.7.Base 的命名和使用： (8)3.8.干涉区说明： (8)3.9.Seg 说明： (9)4.程序例子: (9)4.1.主程序：Cell (9)4.2.车型主程序：P01 (10)4.3.焊接子程序 (11)4.4.点焊包后台焊点计数，用于判断修模预警 (12)4.5.抓件程序 (12)4.6.修磨： (14)4.7.换帽： (15)4.8.服务位： (16)4.9.涂胶序(SCA)： (17)4.10.螺柱焊 (19)4.11.激光焊接程序 (20)5.编写程序细节要求： (22)1.程序的存放：1.1.\KRC\R1\MainProg文件里面放车型的主程序例如：P01 车型1工作路径P02 车型2工作路径P201 焊枪1修磨P202 焊枪2修磨P211 焊枪1更换电极帽P212 焊枪2更换电极帽P221 枪维修程序1P222 枪维修程序2P141 维修抓手P161 维修换枪盘P250 抱闸测试P251 安全标定1.2.\KRC\R1\Application 存放焊接，抓放件，抓放抓手等应用子程序（如果车型较多可以按车型分开存放）2.程序的调用宏程序放在KRC/R1/TP/FUCTION里3.轨迹程序命名：3.1. 焊接程序：WeldV339、WeldV466V339、V466 为焊接零件号或焊接车型二次补焊程序：WeldV339_Respot、WeldV466_RespotV339_Respot、V466_Respot为焊接零件号或焊接车型二次补焊（例如抓手抓起空中补焊）3.2. 抓件程序：Pick###From xxx### 为工件号xxx 为工位号例如：PickPartV339FromOP50 从Op50 工位抓工件V339PickPartV466FromStand 从放置台抓工件V4663.3. 放件程序：Drop###To xxx### 为工件号xxx 为工位号例如：DropPartV339ToOP50 放件工件V339到OP50 工位DropPartV466ToStand 放件工件V466到放置台3.4. 服务程序：a)修磨程序TipDressGun1 焊枪1修磨TipDressGun2 焊枪2修磨b)换电极程序TipChangeGun1 焊枪1更换电极帽TipChangeGun2 焊枪2更换电极帽c)维修程序MaintGun1 焊枪1去维修MaintGun2 焊枪1去维修MaintGripV339 V339车型抓手去维修MaintGripV466 V466车型抓手去维修3.5. 常用点的起名：1）Home 位：Home2）机器人等待位：WaitPos(如果有多个等待可为WaitPos2等等)3）焊枪修磨位：Gun1TipDressPos4）焊枪更换电极帽位：Gun1TipChangePos (如果有多个焊枪多个修磨器可为Gun2TipChangePos 等等，该位置调试时候要考虑人为更换电极帽的方便性且避开线槽等电缆，如果空间允许尽量避开与其他机器人焊接干涉区)5）焊枪服务位：Gun1ServicePos 如果有多个焊枪可为Gun2ServicePos 等等，该位置调试时候要考虑维修的方便性，如果空间允许尽量避开与其他机器人干涉区)6）抓手服务位：GripV339ServicePos 如果有多个焊枪可为GripV466ServicePos 等等，该位置调试时候要考虑维修的方便性，如果空间允许尽量避开与其他机器人干涉区)7）抓件点：Pick###Pos1### 为工件号例如：PickPartV339Pos1（如果有多个位置为PickPartV339Pos2）8) 放件点：Drop###Pos1###为工件号例如：DropPartV339Pos1（如果有多个位置为DropPartV339Pos2）9) 焊点：严格按照提供的工艺文件来标注，每一个焊点调用一套参数；10) 过度点：Pxxxxxx 为0～999999(为阿拉伯数字，同一个程序中过渡点名字不可重复)3.6.Tool 的命名和使用：Tool1 Gun1 焊枪1Tool2 Gun2 焊枪2Tool3 GripV339WithoutPart 抓手V339不带件（不带件负载数据存放在这里）Tool4 GripV466WithoutPart 抓手V466不带件（不带件负载数据存放在这里）Tool7 GripV339WithPart 抓手V339带件（带件负载数据存放在这里）Tool8 GripV466WithPart 抓手V466带件（带件负载数据存放在这里）Tool16 ToolChange X:0,Y:0,Z:+100;A:0;B:0,C:0;Mess:20KG（换枪盘重量）；其中Z为换枪盘厚度，+Z方向为垂直于法兰盘向外；换枪盘厚度重量可能不一样，需确认1、焊枪TCP 方向：（焊枪静臂电极帽）2、抓手TCP方向：（抓手定位销）3.7.Base 的命名和使用：BASE1 V339（车型或零件号名称）BASE2 V466（车型或零件号名称）BASE11 ExternalGun1 固定焊枪1BASE12 ExternalGun1 固定焊枪23.8.干涉区说明：退出干涉区点必须为精确到达，指令中去掉CONT注释在干涉区之前，且注释清楚和哪台机器人几号干涉区做什么任务例如：；EnterZone 1 with R3 WeldV339 进入干涉区1和R3机器人焊接V339车型干涉EnterZone(1);ExitZone2 With R3 DropPartV339ToUB30 退出干涉区1和R3机器人放件V339车型去UB30工位ExitZone(1)3.9.Seg 说明：注释在Seg之前，且注释清楚机器人要去做什么任务例如：；go to weld 去焊接WaitForSegment (1) 等待seg1EndSegment (1) 完成seg1；go to pickpartV339 去抓车型V339WaitForSegment (2) 等待seg24.程序例子:4.1. 主程序：Cell例如：INITBASISTECH INICHECK HOMEPTP HOME Vel= 100 % DEFAULTInitSignal() 初始化信号AUTOEXT INILOOPP00 (#EXT_PGNO,#PGNO_GET,DMY[],0 )SWITCH PGNO ; Select with ProgramnumberCASE 1P00 (#EXT_PGNO,#PGNO_ACKN,DMY[],0 ); Reset Progr.No.-Request P01 (); V339 //调用车型V339程序，后面需备注车型CASE 201P00 (#EXT_PGNO,#PGNO_ACKN,DMY[],0 ); Reset Progr.No.-RequestP201(); TipDressGun1 //调用修磨程序，后面需备注CASE 211P00 (#EXT_PGNO,#PGNO_ACKN,DMY[],0 ); Reset Progr.No.-RequestP211(); TipChangeGun1 //调用换帽程序，后面需备注CASE 221P00 (#EXT_PGNO,#PGNO_ACKN,DMY[],0 ); Reset Progr.No.-RequestP221(); MaintGun1 //调用焊枪维修程序，后面需备注DEFAULTP00 (#EXT_PGNO,#PGNO_FAULT,DMY[],0 )ENDSWITCHENDLOOPEND4.2. 车型主程序：P01DEF P01()INIPTP HOME Vel= 100 % DEFAULTToolChange.Couple Tool Number 1 配对1号工具，如果当前拿的不是1号工具则去切换工具PickPartV339FromFDL30 ( )WeldV339 ( )DropPartV339ToRack ( )PTP HOME Vel= 100 % DEFAULTTaskComplete ;工作完成Inisystem 初始化IF I[1]>400 THENIF EG_WEAR[1]>7.6 THENTipChangeGun1 ( )ELSETipDressGun1 ( )ENDIFENDIF 4.3. 焊接子程序DEF WeldV339INICheckForTool(1) 检测1号工具WaitForSegment (1) ；等待Seg1OUT 257 'O_WeldOn' State=TRUE 开水WaitFor IN 258 State=TURE 等待水流量正常PTP P1 Vel=100 % PDAT1 Tool[2]:Gripper_CD101 Base[1]:EX_GUN1 extTCPEnterZone (1) ；等待进入干涉区1PTP P3 CONT Vel=100 % PDAT4 Tool[2]:Gripper_CD101 Base[1]:EX_GUN1 extTCP OUT 23 State=TURE 机器人停止Wait For IN 23 State=False 等待取消暂停OUT 23 State=False 机器人停止取消 PTP SG2 Vel=100 % PDAT7 ProgNr=1 ServoGun=1 Cont=CLS OPN Part=1.9 mm Force=2.2 kN ApproxDist=5 mm SpotOffset=0 mm Tool[2]:Grip_S401Base[1]:EX_GUN1 extTCP ；焊点编号为SE2，焊点后退距离调用子程序 焊点数量超过400且修磨量大于7.6时，调用换帽程序；焊点数量超过400且修磨量不大于7.6时，调用修磨程序；为5，焊点偏移值为0，整个焊接程序中选用的工具号需要一致，并且使用正确的负载数据PTP P12 CONT Vel=100 % PDAT15 Tool[2]:Gripper_CD101 Base[2]:GUN1_CD101/Mra2 extTCPExitZone(1) ；退出干涉区1EndSegment (1) ；结束Seg1END*************************************************************************** 4.4. 点焊包后台焊点计数，用于判断修模预警GLOBAL DEF EG_POST_SPOT ();----------------------------------------;post spot handling;----------------------------------------IF EG_EXTAX_ACTIVE==1 THENCOUNT1=COUNT1+1 ;GUN1 焊点计数ENDIFIF EG_EXTAX_ACTIVE==2 THENCOUNT2=COUNT2+1 ;GUN2 焊点计数ENDIFIF EG_EXTAX_ACTIVE==3 THENCOUNT3=COUNT3+1 ;GUN3 焊点计数ENDIFIF EG_EXTAX_ACTIVE==4 THENCOUNT4=COUNT4+1 ;GUN4 焊点计数ENDIF*************************************************************************** 4.5. 抓件程序DEF PickPartV339FromL010FX01()INIPTP HOME Vel= 100 % DEFAULTCheckForTool(2) ；检测2号工具号WaitForSegment (1) ；等待Seg1允许进入No_Part_Present (2,2) ；检测2号抓手2个工件传感器都无工件感应Release_Part (2,1,TRUE)；打开2号工具的夹爪(2号工具,1组气缸,TRUE检测打开到位) EnterZone(1) ；请求进入1号干涉区PTP P4 CONT Vel=100 % PDAT2 Tool[3]:Grip_S401 Base[0]PTP P2 CONT Vel=100 % PDAT7 Tool[3]:Grip_S401 Base[0];Before PICK PART POSTION ；备注抓件前一个点，并且需要使用直线指令LIN P8 CONT Vel=2 m/s CPDAT5 Tool[3]:Grip_S401 Base[0];PICK PART V339 Pos ；备注抓件点，并且需要使用直线指令精准到达LIN P11 Vel=1 m/s CPDAT6 Tool[3]:Grip_S401 Base[0]Part_Present (2,1) ；检测2号抓手，1组传感器感应到Grip_Part(2,1,TRUE) ；夹紧（2号抓手，第一组阀，检测夹紧到位）EndSegment (1)WaitForSegment (2)LIN P12 Vel=1 m/s CPDAT7 Tool[3]:Grip_S401 Base[0]PTP P7 CONT Vel=100 % PDAT4 Tool[3]:Grip_S401 Base[0]PTP P14 CONT Vel=100 % PDAT10 Tool[3]:Grip_S401 Base[0]PTP P15 CONT Vel=100 % PDAT11 Tool[3]:Grip_S401 Base[0]PTP P10 Vel=100 % PDAT8 Tool[3]:Grip_S401 Base[0]EndSegment (2) ；结束Seg2ExitZone(1) ；退出干涉区1END***************************************************************************4.6. 修磨：DEF tipdress()INIOUT 257 O_startwater ' State= FALSE ；修模前关水PTP HOME Vel= 100 % DEFAULTPTP P1 CONT Vel=100 % PDAT1 Tool[1]:Gun1 Base[0]PTP P4 CONT Vel=100 % PDAT4 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p5 CONT Vel=100 % PDAT22 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p6 CONT Vel=100 % PDAT23 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p18 CONT Vel=100 % PDAT28 Tool[1]:Gun1 Base[0]OUT 258 'O_STARTTIPDRESSER ' State= TRUE ;修模机旋转OUT 314 'O_IFNOWELD ' State= TRUE ；无电模式开启PTP SG0000006 Vel=100 % PDAT30 TipDress ProgNr=1 ServoGun=1 Part=7.5 mm Force=0.5 kN ApproxDist=5 mm SpotOffset=0 mm Tool[1]:Gun1 Base[0]OUT 258'O_STARTTIPDRESSER ' State= FALSE ；修模机旋转停止PTP p7 CONT Vel=100 % PDAT21 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p8 Vel=100 % PDAT11 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p16 Vel=100 % PDAT26 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP INIT ServoGun=1 Same ；旧电极帽修模补偿计算PTP p17 Vel=100 % PDAT27 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p9 CONT Vel=100 % PDAT20 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p10 CONT Vel=100 % PDAT19 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p19 CONT Vel=100 % PDAT31 Tool[1]:Gun1 Base[0]PTP p1 CONT Vel=100 % PDAT32 Tool[1]:Gun1 Base[0]PTP HOME Vel=100 % DEFAULTweld_count=0 ；焊点计数清零OUT 314 'O_IFNOWELD ' State= FALSE 无电模式关闭OUT 257 O_startwater ' State= TURE 开水END*************************************************************************** 4.7. 换帽：DEF TipChange_gun1()INIOUT 257 'O_startwater' State=FALSE ；换帽关水OUT 27 State=TRUE ;进入换帽区域PTP HOME Vel= 100 % DEFAULTPTP P1 CONT Vel=100 % PDAT1 Tool[1]:Gun1 Base[0]PTP P4 CONT Vel=100 % PDAT4 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p5 CONT Vel=100 % PDAT22 Tool[1]:GUN1 Base[0]；TipChange PosPTP p6 Vel=100 % PDAT23 Tool[1]:Gun1 Base[0]Halt ;wait for change tip ;换帽位置OUT 26 State=TUREWait for $IN[26] ;等待换帽确认$OUT[26]=FALSE ；换帽位置关闭PTP p18 CONT Vel=100 % PDAT28 Tool[1]:Gun1 Base[0]PTP p8 Vel=100 % PDAT11 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p16 Vel=100 % PDAT26 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP INIT ServoGun=1 New ；旧电极帽修模补偿计算PTP p17 Vel=100 % PDAT27 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p9 CONT Vel=100 % PDAT20 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p10 CONT Vel=100 % PDAT19 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p19 CONT Vel=100 % PDAT31 Tool[1]:Gun1 Base[0]PTP p1 CONT Vel=100 % PDAT32 Tool[1]:Gun1 Base[0]PTP HOME Vel=100 % DEFAULTOUT 27 State=FALSEEND*************************************************************************** 4.8. 服务位：DEF Server_gun1()INIOUT 257 'O_startwater' State=FALSE 关水OUT 27 State=TRUE ;进入维修区域PTP HOME Vel= 100 % DEFAULTPTP P1 CONT Vel=100 % PDAT1 Tool[1]:Gun1 Base[0]PTP P4 CONT Vel=100 % PDAT4 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p5 CONT Vel=100 % PDAT22 Tool[1]:GUN1 Base[0]；Server PosPTP p6 Vel=100 % PDAT23 Tool[1]:Gun1 Base[0]Halt ;wait for change tip ;服务位置OUT 22 State=TUREWait for $IN[22] ;等待维修确认$OUT[22]=FALSE ；维修位置关闭PTP p18 CONT Vel=100 % PDAT28 Tool[1]:Gun1 Base[0]PTP p8 Vel=100 % PDAT11 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p16 Vel=100 % PDAT26 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP INIT ServoGun=1 New ；旧电极帽修模补偿计算PTP p17 Vel=100 % PDAT27 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p9 CONT Vel=100 % PDAT20 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p10 CONT Vel=100 % PDAT19 Tool[1]:GUN1 Base[0]PTP p19 CONT Vel=100 % PDAT31 Tool[1]:Gun1 Base[0]PTP p1 CONT Vel=100 % PDAT32 Tool[1]:Gun1 Base[0]PTP HOME Vel=100 % DEFAULTOUT 27 State=FALSEEND***************************************************************************4.9. 涂胶序(SCA)：DEF GlueV339L010( )INIPTP HOME Vel=100 % DEFAULTIF NOT $IN[629] THEN IN629_Heat readyPULSE 607 'OUT607_Retrigger Heat' State=TRUE Time=0.2 secPULSE 608 'OUT608_Retrigger Pump' State=TRUE Time=0.2 secWAIT FOR ( IN 629 ' IN629_Heat ready ' )ENDIFIF $IN[602] THEN IN602_purge requestPurge COMPLETE System=1 With Air=NO Component=A Gun=1ENDIFWAIT FOR ( IN 4 'IN4_DRY_RUN_NO_PART' ) OR ( IN 593 'IN593_General fault' AND IN 597 'IN597_Fault System' AND IN 600 'IN600_Ready to oper.' ) 等待空循环,或胶机状态正常如果加热未准备好则输出加热指令 如果有请求冲洗则输出冲洗胶机状态设定Initialize And Start System 1 Fill Doser=Yes Set Program No=1 Param No=1 BeadData=1LIN P56 CONT Vel=0.5 m/s CPDAT50 Tool[7]:GRIPS21WITHPART Base[22]:GLUE GUN extTCP ;Glue Line 1LIN P22 Vel=0.2 m/s CPDAT18 GlueOn Distance=0 mm Gun=1 Check PrePressure=YesTool[7]:GRIPS21WITHPART Base[22]:GLUE GUN extTCP 开枪LIN P2 CONT Vel=0.02 m/s CPDAT1 Tool[7]:GRIPS21WITHPART Base[22]:GLUE GUN extTCPLIN P45 Vel=0.15 m/s CPDAT40 GlueOff Distance=5 mm End Measurement=No Change Doser=No Tool[7]:GRIPS21WITHPART Base[22]:GLUE GUN extTCP 关枪;Glue Line 2LIN P24 Vel=0.2 m/s CPDAT20 GlueOn Distance=0 mm Gun=1 Check PrePressure=YesTool[7]:GRIPS21WITHPART Base[22]:GLUE GUN extTCP 开枪LIN P3 CONT Vel=0.02 m/s CPDAT2 Tool[7]:GRIPS21WITHPART Base[22]:GLUE GUN extTCPLIN P25 Vel=0.15 m/s CPDAT21 GlueOff Distance=5 mm End Measurement=No Change Doser=No Tool[7]:GRIPS21WITHPART Base[22]:GLUE GUN extTCP 关枪PTP P12 CONT Vel=100 % PDAT2 Tool[7]:GRIPS21WITHPART Base[22]:GLUE GUN extTCP PTP HOME Vel=100 % DEFAULTIF NOT($IN[4] OR $OUT[3])T1 THENOUT 593 'OUT593_Start' State=FALSE WAIT Time=0.2 secOUT 604 'OUT604_Cycle end' State=TRUE WAIT Time=0.2 secOUT 604 'OUT604_Cycle end' State=FALSE WAIT FOR ( IN 599 'IN599_Application OK' ) ENDI 如果不在空循环或T1模式,则输出涂胶循环结束等指令,等待胶机 涂胶OK信号反馈4.10. 螺柱焊DEF Stud_S700_11_01()INIPTP P005 Vel=100 % P_OLP14 Tool[15] Base[27]:S700_60PTP P010 CONT Vel=100 % P_OLP2 Tool[15]" " Base[27]" "PTP P015 CONT Vel=100 % P_OLP3 Tool[15]" " Base[27]" "PTP P020 CONT Vel=100 % P_OLP4 Tool[15]" " Base[27]" "PTP Stud133020 CONT Vel=100 % P_OLP5 Tool[15]" " Base[27]" " StudWeld(1,1)；螺柱焊枪1，焊接程序1PTP Stud133018 CONT Vel=100 % P_OLP6 Tool[15]" " Base[27]" " StudWeld(1,2) ；螺柱焊枪1，焊接程序2PTP Stud133096 CONT Vel=100 % P_OLP7 Tool[15]" " Base[27]" " StudWeld(1,3) ；螺柱焊枪1，焊接程序3PTP Stud133009 CONT Vel=100 % P_OLP8 Tool[15]" " Base[27]" " StudWeld(1,4) ；螺柱焊枪1，焊接程序4PTP P025 CONT Vel=100 % P_OLP9 Tool[15]" " Base[27]" "PTP Stud132054 CONT Vel=100 % P_OLP10 Tool[15]" " Base[27]" " StudWeld(1,5) ；螺柱焊枪1，焊接程序5PTP P030 CONT Vel=100 % P_OLP11 Tool[15]" " Base[27]" "PTP P035 CONT Vel=100 % P_OLP12 Tool[15]" " Base[27]" "PTP P040 CONT Vel=100 % P_OLP13 Tool[15]" " Base[27]" ";#START_TRAILERPTP HOME Vel= 100 % DEFAULTEND4.11. 激光焊接程序DEF AS26_SidePlateWd_NEW0211( )INIPTP HOME Vel=20 % DEFAULTLaser_init(1); 1号光路信号初始化PTP P31 CONT Vel=30 % PDAT22 Tool[1]:Scanner Base[0]PTP P27 Vel=30 % PDAT18 Tool[1]:Scanner Base[0]LaserON(1);激光开光（程序号1）LIN ADR1_1 Vel=0.1 m/s CPDAT1 Tool[1]:Scanner Base[1]:ScanlabWeldBase1 LIN ADR1_2 Vel=0.1 m/s CPDAT5 Tool[1]:Scanner Base[1]:ScanlabWeldBase1 LaserOff();关激光PTP P28 Vel=30 % PDAT19 Tool[1]:Scanner Base[0]LaserON(2);激光开光（程序号1）LIN ADR2_1 Vel=0.1 m/s CPDAT2 Tool[1]:ScannerBase[2]:ScanlabWeldBase2 LIN ADR2_2 Vel=0.1 m/s CPDAT8 Tool[1]:Scanner ase[2]:ScanlabWeldBase2 LaserOff();关激光PTP P6 CONT Vel=30 % PDAT5 Tool[1]:Scanner Base[0]OUT 1441 'finish seg2' State=TRUEPTP P32 CONT Vel=30 % PDAT23 Tool[1]:Scanner Base[0]LaserEND();激光焊接结束，安全信号锁定PTP HOME Vel=30 % DEFAULTInitSignal()4.12无焊接电流程序检查W AIT FOR NOT($POWER_FAIL)TORQUE_MONITORING();FOLD BACKUPMANAGER PLCIF BM_ENABLED THENBM_OUTPUTSIGNAL = BM_OUTPUTV ALUEENDIF;ENDFOLD (BACKUPMANAGER PLC);FOLD USER PLC;Make your modifications hereIF ($IN[7]==TRUE)OR($IN[4]==TRUE) THEN 如果空循环或者不出电流$OUT[5]=TRUE 空运行信号输出$LOOP_MSG[]=" "ELSE$OUT[5]=FALSE 空运行信号关闭$LOOP_MSG[]=" "ENDIF;ENDFOLD (USER PLC)ENDLOOP5.编写程序细节要求：1.在修模换帽应用上，焊点由机器人自己计数实现功能2.每一个焊点调用一套焊接参数，焊点编号不能重复3.自动区域开门请求进入信号PLC发给机器人，机器人收到该信号后完成当前轨迹小段程序后，在不影响工艺的情况下停止，并反馈停止信号给PLC，PLC才可解锁开门。
机器人激光切割工作站优化设计分析-优化设计论文-设计论文
机器人激光切割工作站优化设计分析-优化设计论文-设计论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——关键词:机器人；激光切割；离线编程某制造企业激光切割工作站,是车门治具经过冲压工序后,对产品轮廓进行激光切割。
激光切割项目现使用的方案是将工件安装在固定的工作台上,用一台立式机器人对工件轮廓进行切割,由于车门轮廓是一些不规则曲线,激光切割时采用描点法,即根据工艺精度要求去示教相应数量的目标点,从而生成机器人的轨迹,这样在调试过程中示教大量的目标点不仅时间长,而且精度差[1]。
本优化设计方案针对以上不足,采用三维激光切割技术,通过RobotStudio仿真软件构建工作站,模拟真实的激光切割环境,利用三维仿真软件的几何图形功能将产品轮廓生成离线轨迹,相比现场编程能极大提高精度,同时通过增加移动平台增加自由度获得更大的工作范围,保证一次装夹能完成全部加工,减少装夹和二次定位,通过PLC编程控制机器人和移动平台协调运动,缩短生产时间,提高效率。
1工作站布局优化设计工业机器人选用IRB4600,主要用于搬运、焊接等行业,运动范围2.05m,承重能力为60kg,采用龙门立柱和工业机器人倒立安装的方式,本倒置安装架由立柱、横梁、机器人倒置底座、水平调节机构四部分组成。
为满足机器人切割范围,选用移动式工作平台,主要组成为底座、导轨、限位装置、驱动系统、柔性定位平台五大部分,工作站布局如图1所示。
伺服电机驱动移动平台,通过PLC程序控制移动平台与机器人协调动作,提高自动化程度,缩短生产时间。
安全护栏是工业机器人自动化项目采取最多的一种硬件安全保护装置,护栏种类很多,结合项目现场实际情况设计,有网栅型、封闭型、区域电网型,本方案采用网栅型+安全光幕组合,当系统处于自动模式时,人员误撞入,机器人会自动停止报错。
激光切割末端执行器包括控制器、驱动电机、驱动丝杠组合而成,通过在切割头的下端上设置电容式距离传感器来调整和控制切割头与工件的间隙,保证切割光能准确地聚焦到工件表面,实现高效切割[2]。
三维激光切割系统
三维激光切割系统系统选型：1. 根据工件大小选配不同臂长的机械手。
在置顶安装的情况下，机械手为半球面的工作区域，考虑到用户的实际加工情况和后期产品升级空间，建议采用臂长2.01米的机械手，可达直径3米的半球形加工区域。
2. 根据工件材质和厚薄选配不同功率级别的光纤激光器。
金属的切割以碳钢、铝和不锈钢三种为代表，铝等为高反射材料，同样料厚情况下需选配更大功率的激光器，碳钢比较容易切割，典型参数为2MM内厚碳钢选用200W激光器。
具体选型可接洽我公司工艺工程师。
3. 根据工件厚薄选配不同焦距的切割头，有3、5、7英寸可供选配。
6mm以下薄板切割可选5英寸的中焦距切割头，6mm 以上中厚板切割一般选用7英寸的长焦距切割头。
4. 根据实际需要选配离线编程软件。
三维光纤激光切割机器人的技术优势(1)三维切割系统的优势第一，切割速度快，为同类产品的两倍。
第二，切割精度高。
系统重复定位精度高达±100um。
第三，可切割<φ2mm的小圆，切割效果圆滑美观，目测无形变和毛刺。
单个小圆切割时间可控制在2s 内。
第四，选配臂长2.01m的机械手，除了实现直径达3m的半球形三维加工区域外，还可实现3m×1.5m 的二维平面切割。
第五，根据实际需要选配离线编程软件，可读取UG、SolidWork等三维软件导出格式的数模，修改后直接生成切割轨迹，代替人工示教，简单易用。
(2)采用IPG光纤激光器和激光电源激光器性能稳定，可使产品整体质量得到安全保障。
光纤激光器具有散热面积大、光束质量好、体积小巧等优点，同体积庞大的气体激光器和固体激光器相比具有明显的优势。
(3)采用美国进口激光切割头配置美国进口的激光切割头，通过机械手编程控制，保持最佳的焦距，确保最佳的切割效果，避免了材料不平整时，焦距变化问题引起的材料报废。
(4)机械手控制系统采用机械人操控系统，可提供适合每一种零部件的全方位机器人生产解决方案。
KUKA机器人与S7-1200Profinet通讯
网线连接至控制柜门上的KLI端口，另一端连接到交换 机，PLC也连接到交换机（交换机无型号要求），交
换机再连接到电脑。
首先将编程电脑、PLC、KUKA设置成统一网段， 因KUKA的底层设置原因，最好不更改机器人IP地 址
.
1
博图软件组态
1：添加新设备 2:导入GSD文件
断是否连接成功。
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6
WorkVisual对KUKA进行设置
.
7
激活、添加Profinet、DTM选择Profinet
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双击Profinet进行设置
.
9
进行信号映射
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10
首先生成代码，再下载到控制器，注意在 控制器上做好确认工作
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11
• 机器人侧的信号确认：
• 机器人侧即为映射时的IN(..),PLC侧则是在博图 里对KUKA设备设置时的IO地址
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2
安装GSD，并把KUKA设备进行组态
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3
在视图里面进行连接
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5
• 设置好以上后（包括PLC地址），接下来就可以编 译下载到PLC。下载完成后PLC会报红灯，是因为下 一级组件存在故障，即还没有设置机器人端，连接
不到下一级组件，所以报错。也可以使用此方法判
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KUKA工业机器人与S7-1200PLC实现Profinet通讯的步骤
KUKA工业机器人与S7-1200PLC实现Profinet通讯的步骤本次内容来简单谈一谈KUKA工业机器人与S7-1200PLC实现Profinet通讯的步骤。
步骤1:完成硬件接线
网线一端连接至控制柜门上的KLI端口，另一端连接到交换机，PLC也连接到交换机（交换机无型号要求），交换机再连接到电脑。
具体接线方式如下示意图：
步骤2:将编程电脑、PLC、KUKA设置成同一个网段（因KUKA的底层设置原因，最好不更改机器人IP地址）
(1)在博途软件中新建项目，并添加新设备，就是添加一个S7-1200型PLC
(2)点击选项—添加设备描述文件—导入KUKA机器人的GSD文件，这个GSD文件可以在KUKA机器人的示教器存储目录中找到，也可以私信找电气技术微课堂小编索要。
（3）安装GSD，并把KUKA设备进行组态
（4）设置好以上后（包括PLC地址），接下来就可以编译下载到PLC。
下载完成后PLC 会报红灯，是因为下一级组件存在故障，即还没有设置机器人端，连接不到下一级组件，所以报错。
也可以使用此方法判断是否连接成功。
步骤3:WorkVisual对KUKA进行设置
步骤4:激活、添加Profinet、DTM选择Profinet，详细设置过程如下图
步骤5:双击Profinet进行设置。
激光切割论文：基于PLC的切割机运动控制系统的设计
激光切割论文：基于PLC的切割机运动控制系统的设计【中文摘要】激光切割机广泛应用在各个行业中,但我国的激光切割机大多数是品质较低的C02激光切割机,其中激光器功率低、加工的工件表面精度与质量都比较差,整机的柔性与稳定性也亟待改进,其中的控制系统是国外的通用机床控制器,因此控制系统不具有开放性,很难在此基础上进行二次开发,很难把图形编程软件集成到控制系统里面。
随着信息技术产业的不断发展和工业自动化程度不断的提高和产业的不断升级,PLC、触摸屏、运动控制单元的应用变得越来越普遍,对激光切割机的改造和技术更新、对其运动控制系统的研究成为必然。
基于此,本文提出了本课题的研究方向。
阅读了大量有关激光切割机的文献资料,了解了激光切割机在国内外的发展现状,深刻的认识了PLC、触摸屏、运动控制单元的发展状况以及基本原理。
分析了激光切割机装置的工作原理,选择了此运动控制方案,即决定开发一种基于PLC、触摸屏、运动控制单元的激光切割机运动控制系统。
本系统利用触摸屏输入轨迹再进行简单的按钮操作就能在工件上切割所预定的轨迹形状,有两种操作模式,即手动模式和自动模式。
为了完成此控制方案,本课题进行了控制系统硬件和软件的设计,所做的工作主要有以下几个方面。
1.了解了激光切割机现状,提出了三种控制方案,并且经过三种方案各自优缺点的比较,最终选择基于触摸屏、PLC、运动控制单元等组建一套激光切割机运动控制系统。
2.对控制装置的硬件进行了挑选,选用NTST631C型号的触摸屏,选用CS1G型号的PLC,选用OMRON MC221型号的运动控制单元。
介绍了各个部分的构成、各个部件的操作以及它们之间的通信。
3.根据系统的控制要求,进行了触摸屏界面设计,包括手动／自动操作选择界面、直线轨迹运动、圆弧轨迹运动、椭圆弧轨迹运动、多边形轨迹运动、抛物线轨迹运动等众多轨迹的参数设置界面；编制了与触摸屏相对应的PLC初始化程序、传送数据程序和调用G代码的程序等。
基于KUKA机器人的PROFINET协议通讯分析
ＮＥ Ｔ ・ Ｊ Ｊ ‘ 实现 分配式 和 放 式 的 自动 化 并 可凭借 现场 总 线和 以太网 实
现 伞ｌ 血 的通 讯。
２． １ ＰＲＯ ＦＩ ＮＥＴ Ｉ Ｏ
Ｐ Ｒ Ｏ Ｆ Ｉ Ｎ Ｅ Ｔ Ｉ Ｏ 是 ｉ Ｊ － ｙ ｌ Ｐ ． 以人 Ｅ 实 现模 块化 ，分 布 式的通 讯 理 念 ，使 分 布式 １ ／ Ｏ以 及现场 哎箭 集成 剑 工业 以 太网 的通 讯 中 。Ｐ Ｒ Ｏ — Ｆ Ｉ Ｎ Ｅ Ｔ Ｉ Ｏ 将Ｐ Ｒ ０Ｆ Ｉ Ｂ ｕ ｓ Ｄ Ｐ 使 州 的 站／ 从站 原理转 化 为发 送器／ 接 收
控 制柜 通 过Ｋ Ｌ Ｉ 接口 西 门于交 换机 （ Ｓ Ｃ Ａ Ｌ Ａ ＮＣ Ｅ ）相连 接 ，系 统 总线采 州 Ｒ Ｊ ４ ５ 插 头 的 双绞 线 。系统 ‘ １ ： 作器人 控制 系 统， 戍 送 机 器人 进程 的 相关 信 息 ：运 行 许 可 ，故 障 确认 ，程 序 启 动 等 。机 器 人控 制 系 统 向上 级 控 制 器 Ｐ Ｌ Ｃ 发 送运 行状 态 与故 障状 态 的相关 信 息 Ｐ Ｃ 作 为组 态 和监控 的 托
辛站 ，Ｋ Ｒ Ｃ ４ 控制 柜作 为 从站 用米 控制 机械 臂 的运 动和 状态 。ＫＲ Ｃ ４
１ ． 引 言
ｉ ｉ ， ｌ ｋ ＃ Ｊ Ｌ ｌ ￣ 人足 一种 受 Ｊ 控 制 ，并 且 可 以 自由编 程 的操 作机 。 Ｋ Ｕ ＫＡ １ ２ 业机 器 人足 界最 领 先的Ｔ 业机 器 人之 ‘ ，拥 有完 整 的控
Ｅ Ｌ Ｅ ＣＴＲＯＮＩ ＣＳ Ｗ ＯＲＬ Ｄ ・
基于Ｋ Ｕ Ｋ Ａ机 器人 的Ｐ Ｒ Ｏ Ｆ ｌ Ｎ Ｅ Ｔ 协 议 通 讯分 析
基于川崎机器人三维激光切割控制系统设计
基于川崎机器人三维激光切割控制系统设计作者：刘园园赵亚琴来源：《艺术科技》2020年第21期摘要：本项目使用MicroChip公司的dspic33ep256mu806芯片，设计了一套基于川崎机器人Ethernet总线式三维激光切割控制系统，设计了激光控制的模拟量、PWM模块、川崎机器人、水冷机、CCD，切割头、调高器交互的Ethernet模块，以及相应的IO模块，基于C#的Winform设计了相应的HMI界面使操作工可以更加方便的操作，最终实时控制使之可以相互协同，完成三维激光切割作业。
常规机器人激光切割大量用于薄汽车钣金加工，而本项目的CCD模块可以大大提升厚钣金件的激光加工效率。
关键词：dspic33ep256mu806;川崎机器人;总线式;三维激光切割;CCD中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2020）21-00-020 引言相较于五轴激光切割机床设备，机器人激光切割设备价格便宜，而且灵活性和可操作性也优于五轴激光切割机床设备[1]。
传统的数控系统类设备[2]，学习成本要高于机器人操作的学习成本。
三维激光切割机器人专门用于加工三维异形钣金件，大量应用于汽车钣金加工领域，由于是三维空间作业，科学技术含量高，相对于传统的三维加工，激光切割的加工精度更高且具备较好的灵活性和柔性。
1 川崎机器人川崎机器人在搬运、焊接、喷涂、打磨等行业有着相当的比重，早年川崎重工以高速高性能闻名世界[3]。
本项目所选用的是川崎RS020通用机器人，川崎机器人提供ProfiNet、CC-LINK、Ethernet等总线接口方便用户灵活控制和对机器人进行二次开发[4]，而且还提供功能强大的AS语言，这是一种完全开放式的语言，可编程性强，机器人相应的姿态、速度、加速度、精度等都可以自己定义变量，可以广泛应用于各种需要自动作业的场合。
该机器人重复定位精度为±0.04mm，水平伸展距离为1725mm，垂直伸展距离为3078mm，最大速度为11500mm/s，负载为20KG，6轴自由度，速度与臂展可以满足大部分激光三维钣金加工的作业要求。
一种基于KUKA机器人控制的激光切割方法
一种基于KUKA机器人控制的激光切割方法
望满春;张焕兵
【期刊名称】《机电技术》
【年(卷),期】2018(000)002
【摘要】将KUKA机器人作为主站,与光纤激光器、三维激光切割头、随动控制系统、自动调焦系统进行控制集成系统设计.该切割方法涉及三维激光切割技术领域,适用于三维覆盖件,可作为三维空间钣金件切割之用.
【总页数】2页(P14-15)
【作者】望满春;张焕兵
【作者单位】东莞市环宇文化科技有限公司,广东东莞523750;东莞市环宇文化科技有限公司,广东东莞523750
【正文语种】中文
【中图分类】TG485;TP249;TN249
【相关文献】
1.一种筛管梯形缝的激光切割方法
2.一种基于标志点的三维表面模型的切割方法
3.基于ROS的激光导航移动机器人控制系统设计
4.基于PROFINET的KUKA机器人三维激光切割系统设计
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基于PROFINET的KUKA机器人三维激光切割系统设计刘涵茜【期刊名称】《《机电工程技术》》【年(卷),期】2019(048)011【总页数】4页(P43-46)【关键词】机器人技术; KUKA机器人; 三维激光切割【作者】刘涵茜【作者单位】苏州工业园区职业技术学院江苏苏州 215123【正文语种】中文【中图分类】TP2420 引言KUKA在冲压、压铸、上下料、喷涂、焊接、搬运、码垛等领域有广泛的应用。
KUKA机器人有限公司也是世界上机器人开发最早的公司之一，机器人型号种类繁多，负载最大能达到1.3 t，最主要的客户则来自汽车领域。
随着科学技术的飞速发展，激光技术也有了突飞猛进的进步，高功率工业激光器就是这绚烂多姿科技产品中的一员大将，它可以与机器人柔性耦合，配备光纤传输。
机器人技术与激光技术的结合，得益于先进制造领域在信息化技术、自动化以及智能化方面的长足进步，三维柔性加工系统，融合了工业机器人与光纤激光器，已经逐渐成为近年来研究的热点，而且在冶金、材料加工、汽车制造等领域，已经有了良好的应用。
采用工业机器人作为目前三维空间钣金件的切割方式，6个自由度的空间运动模式处理空间图形材料。
当然，缺点是这种模式针对的种类多数量少的固定零件外形，需要采用手动示教编程方式，而频繁切换夹具以及示教编程，不仅耗时严重，效率低下，而且模式繁杂。
采用西门子S7-300PLC作为控制终端的激光器，与传统的激光柔性加工系统的控制方法相比较，采用串口通讯的机器人，控制硬件造价昂贵。
激光切割应用的集成系统，是以KUKA机器人作为主站的控制方式，强大的三维图形处理能力，加上RobotMaster软件，采用离线编程的方式，在安全的前提下，有效提高了生产效率，解决了以上诸多问题，可以更加方便智能地切割三维异形钣金件。
1 KUKA控制器的演化KUKA在1973年推出了第一台全电气伺服的6轴机器人。
相对于现在的6轴关节结构而言，第一台全电气伺服的6轴机器人的形象类似大闸蟹。
随着本体结构不断进化，到了6轴、7轴协作，4轴并联，4轴SCARA和AGV等。
控制系统也从第一代演化到了当今的第四代。
KUKA是业界比较早作为控制器与PC平台进行合作的，和数控系统行业的节拍一致。
第一代KR C1有着灰色的气质，复古的KUKA字体，集成有示波器功能，已带有现场总线和连接Internet。
基于奔腾处理器的PC机，运行Win95。
图1所示为KR C1的系统连接框图，图中是KR C1控制器的连接框图，KCP就是示教器。
第二代KR C2有些变得高了一些，基本色调一致。
结构和连接都和一代类似。
第三代KR C3开始变得小巧，只有30 kg。
使用Intel赛扬处理器，也就是那个时代的经济型CPU——Windows 95。
图2所示为KR C3的系统连接框图，图中控制器和本体之间开始采用通讯方式。
图1 KR C1的系统连接框图图2 KR C3的系统连接框图第四代的KR C4为橙色。
C4继承了机器人控制，PLC控制、运动控制、（CNC功能）和安全控制于一身，掌握3门外语即KUKA机器人语言KRL、PLC语言和数控机床用的G代码。
C4是一个控制器家族，包括了Compact、smallsize-2、KR C4、midsize、KR C4 extended，其中最主要的区别就是控制的最大轴的数量递增，从6～16，电压从200～380 V，其他都类似。
还有一种控制器，目前之配套协作型机器人LBR iiwa，叫做Sunrise cabinet。
19寸工业机架式结构，只支持单相200 V。
这个尺寸做便携式和移动式的机器人应用很合适，可以直接藏在AGV的壳体里。
2 基于PROFINET的KUKA机器人激光切割系统设计KUKA工业机器人的总线系统主要包括系统总线、控制总线、KUKA线路接口以及扩展总线，通过X66与X67，KUKA线路接口将设备与上级机构进行耦联，通讯协议上包括Ethernet、PROFINET、以及PROFIsafe在内，从而可以实现基于以太网的现场总线连接和数据交换。
在通讯协议上，机器人往往需要PLC在外部自动运行时对其自身状态进行诊断故障、数据监控以及选择程序，所以必须要使用PROFINET通讯方式，这些信号在交互上必不可少。
PROFINET通讯协议的使用，不仅可以使传输信号更加稳定，而且取消了工业机器人和上级控制器的传输限制。
PROFINET具备PROFINET CBA以及集成分布式I/O，在基于以太网实现的工业通讯系统的基础上，实现了工业现场总线系统之间的无缝集成【1】。
一般来说PROFINET IO分为IO设备、IO控制器、IO监视器、IO参数服务器4种不同的设备类型【3】，通讯方式分为3种，响应时间为大约100 ms实时通讯的TCP/IP标准通信，可以同步实时通讯，其响应时间约为5～10 ms，其抖动误差小于1 μs【2】。
由此，可以看出全面通讯能力的实现在于开放式和分配式的通讯。
采用面向对象的模式方法，PROFINET利用明确的对象接口，实现了外部访问单机模块。
图3 子程序进行控制时激光器的流程图2.1 基于PROFINET的KUKA机器人激光切割系统设计的硬件作为主站的激光切割系统的KUKA机器人如何实现对激光器的控制是核心问题。
在KUKA原装的KRC4控制柜以及原来KR16-2本体的控制柜的裸机系统中，控制信号并没有于激光器配置好，而KRC4机柜采用Beckhoff主机，对应模块则通过EtherCAT总线扩展出来，满足了对激光焦距随动控制系统、激光器的开关控制、切割气压以及自动调焦系统的控制要求。
IPG YLR-500-MMWC光纤激光器可以通过Beckhoff的总线耦合器EK1100，作为扩展EL2809模块（16路数字量输出）、EL1809模块（16路数字量输入）、EL4004模块（4路模拟量输出）、以及EL2502模块（2路PWM输出）。
2.2 基于PROFINET的KUKA机器人激光切割系统设计的软件随动控制子程序、自动调焦子程序、以及激光器控制子程序3大块是KUKA机器人作为激光切割应用的主要程序结构。
图3所示为IPG激光器的控制子程序流程图。
3 基于PROFINET的KUKA机器人激光切割系统设计的原理KUKA机器人在实现实时控制时通常通过提供一种Linux系统下的双系统方案，在Ubuntu中，添加1个实时内核，如RTAI或者Xeonmai，把实时部分内容放到实时内核中运行，插补加减速，正逆运动学，动力学，另外采用总线的方式与外部通讯。
不同于常用的工控机，机器人系统没有一般数控系统具备的前瞻（Look-Ahead）功能，也不能对整个控制程序进行实时扫描。
在发生干涉碰撞时，具体到外部环境变化或者与外围设备，机器人会因为不能够自动识别而立即停止工作，原因是机器人系统只能逐行扫描程序语言。
图4所示为主站的激光切割系统的KUKA机器人的控制原理图，技术构成为以下4部分：（1）在切割的过程中，采用平衡器防止机器人拉伤拉断光纤；（2）采用六自由度工业，实现三维立体空间的运动机构；（3）被切割加工的零件模型，采用离线编程的方式处理，提高了生产加工的效率；（4）在被加工零件的位置，实时控制激光焦点，升降机构搭配激光切割头，采用非接触式电容传感器，进而可以提高产品质量，让切割的加工效果更加稳定。
图4 机器人激光切割控制系统4 基于KUKA机器人的激光切割路径仿真与切割加工采用离线编程方式的工作方式，对IGS、STEP文件格式的三维零件图形进行仿真处理时，在PC机上，通过利用RobotMaster软件、KUKA机器人，设置好TOOLBASE坐标和激光工艺参数后，可以按照仿真路径进行激光切割加工。
对于加工代码文件而言，其执行与识别工作可以由生成KUKA机器人完成，并在KUKA的KRC4控制柜中进行导入。
图5和图6所示分别为切割模拟仿真加工球面与三维异形件。
图5 加工球面图6 加工三维异形件5 基于PROFINET的KUKA机器人控制的具体方法图7所示为通信系统示意图，图中对机械臂的运动和状态进行控制时利用KRC4控制柜作为从站，而主站则选择西门子S7-300PLC。
KRC4控制柜系统总线采用的是RJ45插头的双绞线，且交换机相连接时通过KLI接口。
上级控制器PLC在系统工作的时候，通过外部自动运行接口，故障确认、运行许可、程序启动等进程的相关信息，都可以向机器人控制系统进行发送。
机器人控制系统将运行状态与故障状态的相关信息发送到上级控制器。
对项目组态和运行状态进行监控时，由PROFINET的选项PC配置KRC4控制柜作为组态和监控的控制器来实现。
图7 通讯系统一般，总线超时时间设置为20 000 ms，循环时间设置为8 ms，这样对出现在PROFINET数据传输过程中的时间冲突进行有效避免，且可以有效提高系统的稳定性。
在2 000 ms的时间内，KRC4控制柜无法与PLC建立连接，就会产生错误的信息，因此在继续运行之前必须进行确认，建立连接，且防止错误信息变为确认信息。
图8 配置WorkVisual PROFINET选项卡图8 所示为配置WorkVisual PROFINET选项卡。
系统的最小值一般为选项卡中PROFIenergy在实际需求的基础上采用的，使用PROFIenergy指令，可以使PLC与KUKA机器人的有关PROFIenergy的信号交互，向机器人控制器发送指令，改变和查询当前机器人的状态如图9所示。
图9 PLC与KRC4外部接口信号交互图6 结束语综上所述，对基于PROFINET的KUKA机器人三维激光切割系统而言，其主站选择KUKA机器人，进行球面人工示教轨迹切割的难题可以得到有效的解决。
应用离线编程，省时省力，且可以充分利用机器人的智能化、高柔化以及低成本的特点。
与此同时，切割方法在应用中还可以切割三维工件，例如LED灯具、安全帽以及加工烧烤炉等。
提供了一种低成本的方案，有效解决了三维异形零件在切割加工应用上的难题。
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