单元五 工业机器人搬运工作站的系统设计

、KA1控制机器人伺服使能、KA3控制机器人暂停。
KA2
KA2
KA1
KA3
19 EXESP1+
20 EXESP1-
21 EXESP2+
22 EXESP2MXT
29 EXSVON+
30 EXSVON-
31 EXHOLD+
32 EXHOLD-
急停
急停
伺服使能
暂停
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机器人 机器伺 机器人 机器人 机器人 机器人 运行中 服已接 报警/ 电池报 选择远 在作业 通 错误 警 程模式 原点
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二、搬运工作站硬件系统
2．硬件电路 (3) 机器人输入与PLC输出接口电路如图所示。由于机器人的输入接口为漏型输
入，PLC的输出采用漏型接法。PLC输出信号包括“机器人启动”、“机器人搬
吸盘1、2松开
YV2
吸盘3、4吸紧
YV3
吸盘3、4松开
YV4
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二、搬运工作站硬件系统
1．接口配置 MXT是机器人的专用输入接口，每个接口的功能是固定的。如EXSVON为机器
人外部伺服ON功能，当29、30间接通时，机器人伺服电源接通。搬运工作站所
使用的MXT接口见表。
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三、搬运工作站软件系统
2．搬运工作站机器人程序
序号 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 程序 MOVJ VJ=10.00 PL=3 MOVJ VJ=15.00 PL=3 MOVJ VJ=10.00 PL=1 MOVL V=250.0 PL=1 JUMP *L0 IF B000=0 JUMP *L1 IF B000=1 JUMP *L2 IF B000=2 JUMP *L3 IF B000=3 JUMP *L4 IF B000=4 JUMP *L5 IF B000=5 JUMP *L6 IF B000=6 *L0 MOVL V=83.3 JUMP *L8 *L1 中间移动点 中间移动点 中间移动点 到达仓库正上方（距离仓库底面在 7 块工件的厚度以上） 如果搬运第一块工件，跳转至 *L0 如果搬运第二块工件，跳转至 *L1 如果搬运第三块工件，跳转至 *L2 如果搬运第四块工件，跳转至 *L3 如果搬运第五块工件，跳转至 *L4 如果搬运第六块工件，跳转至 *L5 如果搬运第七块工件，跳转至 *L6 放置第 1 个工件时程序标号 放置第 1 个工件时，工件下降的位置。作为关键示教点 跳转至 *L8 放置第 2 个工件时程序标号 注释
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三、搬运工作站软件系统
1．搬运工作站PLC程序
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三、搬运工作站软件系统
1．搬运工作站PLC程序
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三、搬运工作站软件系统
2．搬运工作站机器人程序
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 NOP *L10 CLEAR B000 1 DOUT OT#(9)=OFF PULSE OT#(18) T=2.00 PULSE OT#(20) T=2.00 *L9 WAIT IN#(9)=ON MOVJ VJ=10.00 PL=0 MOVJ VJ=15.00 PL=3 MOVJ VJ=50.00 PL=3 MOVL V=83.3 PL=0 PULSE OT#(17) T=2.00 PULSE OT#(19) T=2.00 MOVL V=166.7 PL=3 程序标号 置“ 搬运工件数 ”记忆存储器 B000为 0；初始化 清除 “机器人搬运完成 ”信号；初始化 YV2 得电2s ，吸盘 1 、 2 松开；初始化 YV4 得电2s ，吸盘 3 、 4 松开；初始化 程序标号 等待 PLC发出 “ 机器人搬运开始 ” 指令 机器人作业原点，关键示教点 中间移动点 中间移动点 吸盘接近工件，关键示教点 YV1 得电2s ，吸盘 1 、 2 吸紧 YV3 得电2s ，吸盘 3 、 4 吸紧 中间移动点 程序 注释
A2 B8 A8
CN308
清除机器人报警和错误 机器人运行中 机器人伺服已接通 机器人报警和错误
机器人电池报警 机器人已选择远程模式 机器人在作业原点 机器人搬运开始 机器人搬运完成
101.01 1.00 1.01 1.02
1.03 1.04 1.05 100.02 1.06
A9
OUT B10 A10 B13 IN CN306 OUT B8 OUT#(9) B1 IN#(9)
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机器人搬运工作站系统在选择机器人、PLC及相 关控制设备后，应根据系统任务设计系统硬件电路、 PLC控制程序以及机器人运行程序。
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一、搬运工作站工作任务
1．设备上电前，系统处于初始状态，即输送线上料位置处及落料台上无工件 、平面仓库里无工件；机器人选择远程模式、机器人在作业原点、无机器人 报警错误、无机器人电池报警。 2．按启动按钮，系统运行，机器人启动。 (1) 当输送线上料检测传感器检测到工件时启动变频器，将工件传送到落料台 上，工件到达落料台时变频器停止运行，并通知机器人搬运； (2) 机器人收到命令后将工件搬运到平面仓库，搬运完成后机器人回到作业原 点，等待下次的搬运请求；
COM
101.00
101.01
101.02
COM
IN09 B1 V+ CN303 2 0V 1 +24V KA1 KA2 KA3 A2 B1
0V +24V
CN308
CN306
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二、搬运工作站硬件系统
2．硬件电路 (4) 机器人专用输入接口MXT电路如图所示。继电器KA2双回路控制机器人急停
ห้องสมุดไป่ตู้
SB2
SB3
SB4
B1
+ -
B2
+ -
B3
+ -
+
-
COM
0.00
0.01
0.02
0.03
0.06
0.07
0.08
CP1L-M40DR-D
数字量输入部分0.00-0.11（0CH)
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二、搬运工作站硬件系统
2．硬件电路 (2) 机器人输出与PLC输入接口电路如图所示。CN303的1、2端接外部DC24V电
YV1
YV2
YV3
YV4
吸盘1、2吸紧
吸盘1、2释放
吸盘3、4吸紧
吸盘3、4释放
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三、搬运工作站软件系统
1．搬运工作站PLC程序
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三、搬运工作站软件系统
1．搬运工作站PLC程序
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(3) 当平面仓库码垛了7个工件，机器人停止搬运，输送线停止输送。清空仓库
后，按复位按钮，系统继续运行；
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一、搬运工作站工作任务
3．在搬运过程中，若按暂停按钮，机器人暂停运行，按复位按钮，机器人继续 运行。 4．在运行过程中急停按钮一旦动作，系统立即停止；急停按钮恢复后，按复位 按钮进行复位，选择示教器为“示教模式”，通过操作示教器使机器人回到作业 原点。只有使系统恢复到初始状态，按启动按钮，系统才可重新启动。
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单元五 工业机器人搬运工作站的系统设计
主讲教师：汪励
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工作任务描述:
设计工业机器人搬运工作站硬件控制系统和软件系 统，并进行系统调试
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知识目标:
1.掌握工业机器人与PLC的接口信号配置；
2.掌握工业机器人远程控制的电路设计和程序编写；
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二、搬运工作站硬件系统
1．接口配置
CN308是机器人的专用I/O接口，每个接口的功能是固定的，如CN308的B1输入
接口，其功能为“机器人启动”，当B1口为高电平时，机器人启动运行，开始 执行机器人程序。
CN306是机器人的通用I/O接口，每个接口的功能由用户定义，如将CN306的B1
插头 信号地址 EXESP1+ （19）/ EXESP1- （20） 机器人双回路急停 KA2 定义的内容 继电器
EXESP2+ （21）/
EXESP2- （22） MXT EXSVON+ （29）/ EXSVON- （30） EXHOLD+ （31）/ EXHOLD- （32）
机器人外部伺服ON
KA1
能力目标:
1.能设计工业机器人与外围设备的接口电路； 2.能设计调试PLC程序及机器人程序； 3.能解决工业机器人工作站的常见故障；
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重点：
1、工业机器人与PLC的接口信号配置 2、工业机器人程序的编写
难点:
1、工业机器人与PLC接口电路的连接
2、工业机器人外部控制的程序设计
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二、搬运工作站硬件系统
1．接口配置 PLC选用OMRON CP1L-M40DR-D型，机器人本体选用安川MH6型，机器人控制
器选用DX100。根据控制要求，机器人与PLC的I/O接口分配见表。
插头 B1 IN 信号地址 机器人启动 定义的内容 100.00 与 PLC 的连接地址
运开始”等控制机器人运行、停止的信号。
机器人 启动 清除机器人 报警与故障 机器人搬 运开始 机器人伺 服使能 机器人 急停 机器人 暂停
CP1L-M40DR-D 数字量输出部分100.00-100.07（100CH)、101.00-101.07（101CH)
100.00
COM
100.01
COM
100.02
输出为1时，YV1得电，吸盘1、2吸紧。CN307的接口功能定义见表。
插头 信号地址 A8（OUT17+ ）/B8 （OUT17- ） A9（OUT18+ ）/B9 （OUT18- ） CN307 A10（OUT19+ ）/B10 （OUT19- ） A11（OUT20+ ）/B11 （OUT20- ） 定义的内容 吸盘1、2吸紧 负载 YV1
输入接口（IN9）定义为“机器人搬运开始”，当B1口为高电平时，机器人开始 搬运工件。（具体参见机器人程序）
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二、搬运工作站硬件系统
1．接口配置 CN307 也是机器人的通用 I/O 接口，每个接口的功能由用户定义，如将 CN307 的
B8、A8输出接口（OUT17）定义为吸盘1、2吸紧功能，当机器人程序使OUT17
2．硬件电路 (1) PLC开关量输入信号电路如图所示。由于传感器为NPN电极开路型，且机器
人的输出接口为漏型输出，故PLC的输入采用漏型接法，即COM端接+24V。输
入信号包括控制按钮和检测用传感器。
0V +24V
启动按钮 暂停按钮 复位按钮 急停按钮 上料检测 落料台工件检测 仓库料满检测
SB1
机器人外部暂停
KA3
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二、搬运工作站硬件系统
1．接口配置 PLC I/O地址分配见表。
输入信号
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 PLC 输入地址 0.00 0.01 0.02 0.03 0.06 0.07 0.08 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 信号名称 启动按钮 暂停按钮 复位按钮 急停按钮 输送线上料检测 落料台工件检测 仓库工件满检测 机器人运行中 机器人伺服已接通 机器人报警 / 错误 机器人电池报警 机器人选择远程模式 机器人在作业原点 机器人搬运完成 《工业机器人工作站系统集成》 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
源，PLC输入信号包括“机器人运行中”、“机器人搬运完成”等机器人的反馈
信号。
0V +24V
+24V 1 0V 2 CN303 A8 CN308 CN306
B8
A9
B10
A10
B13
B8 OUT09
COM
1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05
CP1L-M40DR-D
1.06
数字量输入部分1.00-1.11（1CH) 机器人 搬运完 成
二、搬运工作站硬件系统
2．硬件电路 (5) 机器人输出控制电磁阀电路图如图所示。通过CN307接口控制电磁阀YV1～
YV4，用于抓取或释放工件。
CN307 B8 OUT17A8 OUT17+ B9 OUT18A9 OUT18+ B10 OUT19A10 OUT19+ B11 OUT20A11 OUT20+ B16 024VU A16 024VU B17 024VU A17 024VU B18 +24VU
输出信号
PLC输出地址 100.00 100.01 100.02 100.03 100.04 101.00 101.01 101.02 信号名称 机器人程序启动 清除机器人报警与错误 机器人搬运开始 变频器启停控制 变频器故障复位 机器人伺服使能 机器人急停 机器人暂停
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