基于PLC的全自动机器人浇注系统设计
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１ 系统 任 务 与 工 作 原 理
用模 块 式 的 结 构 ， 对基本模块 、 ｌ ／ Ｏ 模 块 和 通 讯 模 块 等 可 根 据 生 产 需 要灵 活选 择 。 由于 本 系 统 即 涉 及 到 开 关 量 输 入 输 出 又涉 及 到模 拟量 数 输 入 输 出 ， 并 考 虑 到 预 留一 定 数 量 的 ｌ ／ Ｏ点 ， 因此 选 用三菱 Ｆ × ２ Ｎ一 １ ２ ８ ＭＲ基 本 模 块 和 ４个 Ｆ Ｘ ２ Ｎ一 １ ６ Ｅ Ｘ模 拟 量 输 入模 块 满 足 系统 要 求 。 在 浇 注作 业 区工 作 环 境 较 为 恶 劣 ，高 温 高 辐 射 高 粉 尘 污染 严重 ； 同时 ， 产 品 的多 样 性 要 求 铝 液 的 重 量 从 几公 斤 到上 百公 斤 不等 ， 因此 选 取 机 器 人 时 既要 能 在 这 种 工 况 下 连 续 工 作 ， 又要 机
郭旭 东 李 阳 宋 鑫 宋 中仓 （ 江苏自 动化研究所 ， 江苏 连云港 ２ ２ ２ ０ ６ １ ）
摘 要
以 某 浇铸 有 限公 司 浇铸 车 间工 况 条 件 ， 设 计 了 一套 基 于 Ｐ Ｌ Ｃ 的 全 自动 机 器 人 浇 注 系统 ， 并对 该 控 制 系统 组 成 、 控 制 流
器 人 末 端 承 载 重 量 大 以 适 应 生 产 的需 要 。本 系 统 选 用 Ｆ Ａ Ｎ Ｕ Ｃ
根据生产需求 ， 需 要 一 台 机 器人 为 ４台浇 铸 机 服 务 ， 即从 保 温 炉 舀取 铝 液 去 浇 铸 机 完 成 浇 注 任 务 。 对 机 器 人 的 要求 是 ： 能 够 完 成 水 平 面 内 的旋 转 ， 径向伸缩 ， 在 搬运 过 程 中 始 终 保 持 浇 包 姿 态不变 ， 以保 证 铝 液 不 外 溢 。 为 使 机 器 人 服 务 时 工 作 范 围最 小 ， 搬运距离最短 ， 以 满 足 生 产 效 率 的要 求 ， 铸 造 设 备 的 摆 放 以机 器 人 为 中心 按 圆形 或 椭 圆形 布 置 ， 总体 布局 见 图 １ 。
浇 铸 车 间浇 注 作 业 区通 常 工 作 环 境 较 为 恶 劣 ，产 品 质 量 不 稳定 ， 一致性差。 随 着 国 内机 器人 在工 厂 的 大量 应 用 和 快 速 发 展 需要 ， 机 器人代替人工 进行重力浇注作 业在成本 、 质量 、 管 理 等 方 面带 来 明显 优 势 ， 也 是科 技 发 展 的必 然 要 求 。
ｓ ｅｎ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｒ ｕｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ａｂｌ ｙ ａｎ ｄ ｒ ｅｌ ｉ ａｂ ｌ ｙ ， ｍｅ ｅ ｔ ｐｒ ｏｄｕ ｃ ｔ ｉ ｏｎ ｎ ｅｅ ｄｓ ｓ ａ ｖ ｅｓ ｅ ｃ ｏｎ ｏｍｉ ｃ ｃ ｏｓ ｔ ｆ ｏｒ ｔ ｈｅ ｃ ｕｓ ｔ ｏ ｍｅ ｒ Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｐ ｏｕ ｒ ｉ ｎｇ， ｒ ｏｂｏ ｔ ， ＰＬ Ｃ， ｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
ｃｏ ｎｄｉ ｔ ｉ ｏｎ ｓ Ｔｈ ｅ ｃ ｏｍｐｏｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ａｎ ｄ ｐｒ ｏ ｃｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａｒ ｅ ｄｉ ｓ ｃ ｕｓ ｓ ｅｄ ｉ ｎ ｄｅ ｔ ａｉ ｌ ， ａｌ ｓ ｏ ｐ ｒ ｏ ｇｒ ａｍ ｉ ｍｐｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏｎ Ａｔ ｐｒ ｅ —
《 工 业 控 制计 算 机 ｝ ２ ０ １ ３年 第 ２ ６卷 第 １ 期
９ ７
基于 Ｐ Ｌ Ｃ的全 自动机器人浇注系统设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｏ ｆ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｒｏ ｂ ｏ ｔ Ｐ ｏ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｐ Ｌ Ｃ
甲
程、 程 序 实现 等 做 了详 细说 明 ， 目前 该 系统 运 行 稳 定 可 靠 ， 满 足 了客 户 的 生产 需 求 ， 为客 户 节省 了经 济 成 本 。
关键词 ： 浇注 ， 机 器人 ， Ｐ Ｌ Ｃ， 控 制 系统
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ
Ａ ｓ ｅ ｔ ｏｆ ａｕ ｔ ｏｍａ ｔ ｉ ｃ ｒ ｏ ｂｏ ｔ ｐ ｏｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅｍ ｂａ ｓ ｅｄ ｏ ｎ ＰＬ Ｃ ｉ ｓ ｄ ｅｓ ｉ ｇｎｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈｉ ｓ ｐ ａｐ ｅｒ ｔ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ ｐ ｏｕ ｒ ｉ ｎｇ ｃ ｏｍｐａ ｎ ｙ ｗｏ ｒ ｋ ｓ ｈ ｏｐ
公 司 Ｒ一 ２ ０ ０ ０ ｉ Ｂ ／ １ ６ ５ Ｆ机 器 人 ， 该 型 号 机 器 人 末 端 载 重 量
１ ６ ５ ｋ ｇ， 重复定位 精度 Ｏ １ ｍｍ， 能 够 完 成 水 平 面 内 的旋 转 ， 径 向 伸缩 ， 运行平稳 、 可靠 。
整个 浇 注 系统 配 置 为 ：
１ ） 三菱 Ｆ Ｘ系列 Ｐ Ｌ Ｃ及 扩 展 ｌ Ｏ一套 ；
２ ） Ｆ ＡＮ Ｕ Ｃ公司 Ｒ 一 ２ ０ ０ ０ ｉ Ｂ ／ １ ６ ５ Ｆ机 器 人 一 台 ；
３ ） Ｆ ＡＮ Ｕ Ｃ公司 Ｒ 一 ３ ０ ｉ Ａ控 制 柜 一 台 ；
４ ） 浇铸机四台 ；
表 １ 控 制 输 入 信 号 表
输入地址编 定 义 输入地址编 ｊ 定 义
ｌ Ｘ ｌ 『 Ｘ ２ Ｘ ｌ ３
Ｉ ｘ ４
Ｘ ５
操 作 电 源 运 转 准 备 自 动 模 式
小教模式
于功模式 循 停止 异常复位 动 动 换线启动 ｔ 压正常 铸 ａ张开位 铸 ａ闭俞位 铸 ａ动作辅助 铸 ａ 浇注预约 铸Hale Waihona Puke Baiduａ 浇注确 认 铸 ｂ张开位
用模 块 式 的 结 构 ， 对基本模块 、 ｌ ／ Ｏ 模 块 和 通 讯 模 块 等 可 根 据 生 产 需 要灵 活选 择 。 由于 本 系 统 即 涉 及 到 开 关 量 输 入 输 出 又涉 及 到模 拟量 数 输 入 输 出 ， 并 考 虑 到 预 留一 定 数 量 的 ｌ ／ Ｏ点 ， 因此 选 用三菱 Ｆ × ２ Ｎ一 １ ２ ８ ＭＲ基 本 模 块 和 ４个 Ｆ Ｘ ２ Ｎ一 １ ６ Ｅ Ｘ模 拟 量 输 入模 块 满 足 系统 要 求 。 在 浇 注作 业 区工 作 环 境 较 为 恶 劣 ，高 温 高 辐 射 高 粉 尘 污染 严重 ； 同时 ， 产 品 的多 样 性 要 求 铝 液 的 重 量 从 几公 斤 到上 百公 斤 不等 ， 因此 选 取 机 器 人 时 既要 能 在 这 种 工 况 下 连 续 工 作 ， 又要 机
郭旭 东 李 阳 宋 鑫 宋 中仓 （ 江苏自 动化研究所 ， 江苏 连云港 ２ ２ ２ ０ ６ １ ）
摘 要
以 某 浇铸 有 限公 司 浇铸 车 间工 况 条 件 ， 设 计 了 一套 基 于 Ｐ Ｌ Ｃ 的 全 自动 机 器 人 浇 注 系统 ， 并对 该 控 制 系统 组 成 、 控 制 流
器 人 末 端 承 载 重 量 大 以 适 应 生 产 的需 要 。本 系 统 选 用 Ｆ Ａ Ｎ Ｕ Ｃ
根据生产需求 ， 需 要 一 台 机 器人 为 ４台浇 铸 机 服 务 ， 即从 保 温 炉 舀取 铝 液 去 浇 铸 机 完 成 浇 注 任 务 。 对 机 器 人 的 要求 是 ： 能 够 完 成 水 平 面 内 的旋 转 ， 径向伸缩 ， 在 搬运 过 程 中 始 终 保 持 浇 包 姿 态不变 ， 以保 证 铝 液 不 外 溢 。 为 使 机 器 人 服 务 时 工 作 范 围最 小 ， 搬运距离最短 ， 以 满 足 生 产 效 率 的要 求 ， 铸 造 设 备 的 摆 放 以机 器 人 为 中心 按 圆形 或 椭 圆形 布 置 ， 总体 布局 见 图 １ 。
浇 铸 车 间浇 注 作 业 区通 常 工 作 环 境 较 为 恶 劣 ，产 品 质 量 不 稳定 ， 一致性差。 随 着 国 内机 器人 在工 厂 的 大量 应 用 和 快 速 发 展 需要 ， 机 器人代替人工 进行重力浇注作 业在成本 、 质量 、 管 理 等 方 面带 来 明显 优 势 ， 也 是科 技 发 展 的必 然 要 求 。
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基于 Ｐ Ｌ Ｃ的全 自动机器人浇注系统设计
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甲
程、 程 序 实现 等 做 了详 细说 明 ， 目前 该 系统 运 行 稳 定 可 靠 ， 满 足 了客 户 的 生产 需 求 ， 为客 户 节省 了经 济 成 本 。
关键词 ： 浇注 ， 机 器人 ， Ｐ Ｌ Ｃ， 控 制 系统
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公 司 Ｒ一 ２ ０ ０ ０ ｉ Ｂ ／ １ ６ ５ Ｆ机 器 人 ， 该 型 号 机 器 人 末 端 载 重 量
１ ６ ５ ｋ ｇ， 重复定位 精度 Ｏ １ ｍｍ， 能 够 完 成 水 平 面 内 的旋 转 ， 径 向 伸缩 ， 运行平稳 、 可靠 。
整个 浇 注 系统 配 置 为 ：
１ ） 三菱 Ｆ Ｘ系列 Ｐ Ｌ Ｃ及 扩 展 ｌ Ｏ一套 ；
２ ） Ｆ ＡＮ Ｕ Ｃ公司 Ｒ 一 ２ ０ ０ ０ ｉ Ｂ ／ １ ６ ５ Ｆ机 器 人 一 台 ；
３ ） Ｆ ＡＮ Ｕ Ｃ公司 Ｒ 一 ３ ０ ｉ Ａ控 制 柜 一 台 ；
４ ） 浇铸机四台 ；
表 １ 控 制 输 入 信 号 表
输入地址编 定 义 输入地址编 ｊ 定 义
ｌ Ｘ ｌ 『 Ｘ ２ Ｘ ｌ ３
Ｉ ｘ ４
Ｘ ５
操 作 电 源 运 转 准 备 自 动 模 式
小教模式
于功模式 循 停止 异常复位 动 动 换线启动 ｔ 压正常 铸 ａ张开位 铸 ａ闭俞位 铸 ａ动作辅助 铸 ａ 浇注预约 铸Hale Waihona Puke Baiduａ 浇注确 认 铸 ｂ张开位