工业机器人生产实训打磨工站

《生产线控制技术综合实训》评分表课程名称：生产线控制技术综合实训设计题目：产线控制系统机器人模拟打磨班级：ZB02151学号：30姓名：班级：ZB02151学号：42姓名：班级：ZB02151学号：29姓名：指导老师：年月日常熟理工学院电气与自动化工程学院《生产线控制技术综合实训》报告题目：产线控制系统机器人模拟打磨姓名：学号：班级：ZB02151指导教师：起止日期：2017/1/3-2017/1/11目录一.产线控制系统介绍与调试.................. 错误!未指定书签。

1.1产线控制系统介绍 ................... 错误!未指定书签。

1.2产线运行前的调试 ................... 错误!未指定书签。

1.2.1消除HMI报警 ................. 错误!未指定书签。

1.2.2调试示教器 ................... 错误!未指定书签。

二.单元控制系统硬件介绍.................... 错误!未指定书签。

2.1PLC控制柜构成部分 .................. 错误!未指定书签。

2.1.1空开的作用 ................... 错误!未指定书签。

的选择............................. 错误!未指定书签。

2.1.3通讯模块EM277................ 错误!未指定书签。

2.2机器人打磨单元部分 ................. 错误!未指定书签。

2.3电气接线I/O分析 ................... 错误!未指定书签。

控制灯以及电机的I/O口接线图....... 错误!未指定书签。

控制机器人的I/O口接线图........... 错误!未指定书签。

三.PLC程序设计............................ 错误!未指定书签。

3.1控制流程........................... 错误!未指定书签。

3.2系统pl c和机器人的I/O分配........... 错误!未指定书签。

3.3程序分析........................... 错误!未指定书签。

3.3.1机器人程序号 ................. 错误!未指定书签。

3.3.2机器人程序段一 ............... 错误!未指定书签。

3.3.3机器人程序段二 ............... 错误!未指定书签。

3.3.4机器人在程序段三 ............. 错误!未指定书签。

四.机器人仿真与示教编程.................... 错误!未指定书签。

4.1RobStudio软件介绍 .................. 错误!未指定书签。

4.2robstudio仿真案例 .................. 错误!未指定书签。

4.3示教编程及运行过程 ................. 错误!未指定书签。

五.上位机人机界面监控...................... 错误!未指定书签。

六.收获与体会.............................. 错误!未指定书签。

七.参考文献................................ 错误!未指定书签。

一.产线控制系统介绍与调试1.1产线控制系统介绍该产线系统由一个SIEMES315PN-DPPLC做主站，5个224PLC做从站，每一个224PLC控制一个工作站，工作站与工作站之间转递信号通过EM277通讯模块与315PN-DPPLC连接，从而实现数据沟通如图1-2。

每个PLC从站控制与其相对应地机器人单元，如图1-1。

五个ABB机器人中，除了工站一机器人是IRB120，其余四个工站都是IRB1400，五个工位分别实现了上料的搬运，工件的焊接，工件打磨，对打磨后工件的瑕疵检测，负责料件成次品的分拣。

出于安全考虑，每个工位的报警按钮在PLC中都是串联的，所以只要有一个报警，整个产线都会报警。

图1-1系统构成分布图1-2网络分布1.2产线运行前的调试在运行机器人之前，首先要把各控制柜的报警信息消除，然后将机器人调到原点位置以及将示教器调到main函数位置。

首先打开各个控制柜的上电按钮，由于调试时每个工位调试的步骤都是一样，在这里我就以工位三为例调试一下。

上电后，控制面板和三色灯上会出现红色报警信号，所以先要消除报警信息。

现将控制柜上的一排按钮开关打到手动和本地模式如图1-3；图1-3手动和本地模式此时点下人机界面上的报警信息会出现图1-4报警画面，按下复位按钮后再按下，直至所有报警信号消失。

图1-4人机界面报警信息在报警信息解除后，调试示教器，先把机器人控制柜打到手动,紧接着手握示教器，点击左上方，再按如下图1-5步骤操作，程序编辑器—调试—PP例行程序—MOVEHOME—使能键，按下使能键不松开再按下启动按钮，听到“啪”的一声表明操作成功，此时松开使能键。

再调示教器上的PP至main，按下使能键，听到“啪”的一声操作成功，再将机器人控制柜打到自动，PLC控制柜上也打到自动和远程模式。

再回到PLC0总控制柜上按下启动和复位按钮，然后回到工位上按下启动和复位按钮直到上方的三色灯跳至绿色，表明调试已成功。

调试成功后按下最前面的按钮，整条产线便开始运作。

图1-5操作步骤二.单元控制系统硬件介绍2.1PLC控制柜构成部分该单元控制柜里有13个空开，一个24V开关电源，一个CPU224模块，二个扩展模块EM223，一个通信模块EM277，8个继电器（KAES1KAES2KAAS1KAAS2）如图2-1所示：图2-1控制柜内部图开关作用QF2 插座QF4 机器人开关QF5 整理块开关CV1QF1 打磨机开关MI1QF1 砂纸机开关EM1QF1 传送带开关QF11 PLCCPU供电QF12 HMI供电QF13 CUP输入\输出M02输入\输出M03输入\输出QF14 控制面板、JB1接线箱、安全回路QF15 伺服控制器1、伺服控制器2QF16 机器人QF21 M01输出电源该单元选择了CPU224，CPU224主机数量I/O点为14输入/10输出共24个，扩展能力强，可连续7个扩展模块，最大可扩展至168个数字量I/O或35个模拟量I/O 点；13kb程序和数据存储空间，6个独立的30khz高数计数器，2路独立的20hz高速缓冲输出，具有pid控制，I/O端子排很容易整体拆卸，是个控制能力较强的控制器。

另外由于I/O口数量有限，所以还选用了扩展模块EM224，增加I/O的数量。

EM277是s7-200的智能扩展模块，由于本产线是利用profibus-dp进行通讯，所以才会选则此模块，profibus网络通常有一个主站和若干个I/O从站，EM277只能做profibus-dp的从站，而不能做主站。

2.2机器人打磨单元部分有一个IRB1410机器人以及对应的机器人控制柜和示教器，一个打磨机，一个砂轮机，一个皮带机组成如图2-2，其间机器人感应工件所选用的传感器为电容式传感器如图2-3，电容式传感器结构简单，精度高，易于制造，一般用金属做电极以无机材料做绝缘之承，能承受很大的温度变化，高压力，高冲击，过载等。

图2-2打磨砂轮传送带图2-2电容式传感器2.3电气接线I/O分析如图2-3,I0口和I1口基本上都被用来作为按钮以及开关的控制，I2.2为传感器信号输入，Q0.5-Q0.7分别为三色灯自动，手动，故障复位指示灯；Q1.0和Q1.1plc 控制柜上启动和故障指示灯；Q2.0-Q2.2分别为三给电机打磨、砂轮、传送带。

三.PLC程序设计3.1控制流程3.2系统plc和机器人的I/O分配3.3程序分析四.机器人仿真与示教编程4.1RobStudio软件介绍RobotStudio是瑞士ABB公司配套的软件，是机器人本体商中软件做的最好的一款。

支持机器人的整个生命周期，使用图形化编程、编辑和调试机器人系统来创建机器人的运行，并模拟优化现有的机器人程序。

RobotStudio包括如下功能：CAD导入、AutoPath功能、程序编辑器、路径优化、可达性分析、虚拟示教台、事件表、碰撞检测、VBA功能、直接上传和下载、缺点，就是只支持本公司品牌机器人，机器人间的兼容性很差。

其界面如下图4-1所示：图4-1仿真界面4.2robstudio仿真案例打开robotstudio软件，按照上节所讲，摆放好机器人、工件的位置，并创建好工件坐标系和机器人系统。

在软件界面上方的菜单栏中点击控制器，选择虚拟示教器，画面中出现虚拟示教器。

先将示教器打到手动挡，点击示教器左上角的主菜单，在其中选择controlpanel（控制面板），再选择language，可将语言改为中文。

点击程序编辑器，提示创建新的程序。

点击画面中的例行程序，在出现的界面中的左下角的“文件”中选择“新建例行程序”分别创建“main”、“home”、“routine”、“csh”共四个例行程序。

双击“home”例行程序，在界面中点击添加指令再点击movej，点击程序中的“*”，新建一个位置点P10选中“P10”，点击修改位置，由于机械臂的位置并未改变，就可将机械臂的原始位置设定为P10。

返回例行程序，双击“csh”程序，点击添加指令，在指令中点击“common”，在下拉菜单中选择“settings”，在点击其中的“Accset”和“Velset”。

Accset是设置的机械臂的加速度，而Velset设置的是机械臂的速度。

返回例行程序，双击“Routine1”程序，进行轨迹编程。

在软件中，利用手动线性运动方式和捕捉末端工具，将机械臂上的焊接头移至图中位置，并用上述方式将该点设置为P20.在工件上需要进行弧形运动，所以，点击添加指令中的“MoveC”指令。

在圆弧上找一点以及圆弧的另一个端点，分别将其设置为MoveC指令中的P30和P40，这两个点和P20共三个点可形成一个圆弧。

将焊接头移至工件下一个点，因为两点之间是直线运动，所以选择MoveL指令，并将该点设置为P50。

以此类推，将工件上的所有点都在程序中设置好。

如图所示。

此外，为安全起见，在焊接头移动到最后一个点时，不能让它直接回到工作原点，而是让焊接头垂直向上移动一段距离后，在回归原点。

添加MoveL指令，修改位置点设置，点击功能按钮，选择Offs功能，如图所示，括号中第一个设置为你选择的参照点，即工件的最后一个点，后面的三个则分别代表工具的X、Y、Z轴，我们选择工具向上移动即在Z轴上移动，X、Y轴为0。

编写好轨迹程序后，开始编写主程序“main”，在添加指令中选择“ProcCall”指令即调用子函数。