1、生產(chǎn)線控制技術(shù)綜合實訓(xùn)評分表課程名稱：生產(chǎn)線控制技術(shù)綜合實訓(xùn)設(shè)計題目：產(chǎn)線控制系統(tǒng)機(jī)器人模擬打磨班級：ZB02151學(xué)號:也姓名:班級：ZB02151學(xué)號:絲姓名:班級：ZB02151學(xué)號:29姓名:項目評分比例得分平時25%報告45%答辯30%成績指導(dǎo)老師:年月日常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院生產(chǎn)線控制技術(shù)綜合實訓(xùn)I報告題目：產(chǎn)線控制系統(tǒng)機(jī)器人模擬打磨姓名：學(xué)號：班級：ZB02151指導(dǎo)教師：起止日期：2017/1/3-2017/1/11目錄二產(chǎn)線控制系統(tǒng)介紹與調(diào)試1.1 產(chǎn)線控制系統(tǒng)介紹該產(chǎn)線系統(tǒng)由一個SIEMES315PN-DPP做主站，5個224PLC做從站，每一個224PLC控制一

2、個工作站，工作站與工作站之間轉(zhuǎn)遞信號通過EM2775!訊模塊與315PN-DPPLC1接，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)溝通如圖1-2。每個PLC從站控制與其相對應(yīng)地機(jī)器人單元，如圖1-1。五個ABBW器人中，除了工站一機(jī)器人是IRB120,其余四個工站都是IRB1400,五個工位分別實現(xiàn)了上料的搬運，工件的焊接，工件打磨，對打磨后工件的瑕疵檢測，負(fù)責(zé)料件成次品的分揀。出于安全考慮，每個工位的報警按鈕在PLC中都是串聯(lián)的，所以只要有一個報警，整個產(chǎn)線都會報警。圖1-1系統(tǒng)構(gòu)成分布圖1-2網(wǎng)絡(luò)分布1.2 產(chǎn)線運行前的調(diào)試在運行機(jī)器人之前，首先要把各控制柜的報警信息消除，然后將機(jī)器人調(diào)到原點位置以及將示教器調(diào)到ma

3、in函數(shù)位置。首先打開各個控制柜的上電按鈕由于調(diào)試時每個工位調(diào)試的步驟都是一樣，在這里我就以工位三為例調(diào)試一下。上電后，控制面板和三色燈上會出現(xiàn)紅色報警信號，所以先要消除報警信息?，F(xiàn)將控制柜上的一排按鈕開關(guān)打到手動和本地模式如圖1-3;圖1-3手動和本地模式此時點下人機(jī)界面上的報警信息會出現(xiàn)圖1-4報警畫面，按下復(fù)位按鈕后再按下I腿I,直至所有報警信號消失。圖1-4人機(jī)界面報警信息在報警信息解除后，調(diào)試示教器，先把機(jī)器人控制柜打到手動用1,緊接著手握示教器，點擊左上方，再按如下圖1-5步驟操作，程序編輯器一調(diào)試一PP例行程序一MOVEHOME能鍵，按下使能鍵不松開再按下啟動按鈕，聽到“啪”的一

4、聲表明操作成功，此時松開使能鍵。再調(diào)示教器上的PP至main,按下使能鍵，聽到“啪”的一聲操作成功，再將機(jī)器人控制柜打到自動，PLC控制柜上也打到自動和遠(yuǎn)程模式。再回到PLC0總控制柜上按下啟動和復(fù)位按鈕，然后回到工位上按下啟動和復(fù)位按鈕直到上方的三色燈跳至綠色，表明調(diào)試已成功。調(diào)試成功后按下最前面的按鈕，整條產(chǎn)線便開始運作。圖1-5操作步驟二.單元控制系統(tǒng)硬件介紹4.1 PLC控制柜構(gòu)成部分該單元控制柜里有13個空開，一個24V開關(guān)電源，一個CPU224奠塊，二個擴(kuò)展模塊EM223一個通信模塊EM2778個繼電器（KAES1KAES2KAAS1KAAS2圖2-1所示：圖2-1控制柜內(nèi)部圖開關(guān)

5、作用QF2插座QF4機(jī)器人開關(guān)QF5整理塊開關(guān)CV1QF1打磨機(jī)開關(guān)MI1QF1砂紙機(jī)開關(guān)EM1QF1傳送帶開關(guān)QF11PLCCPO電QF12HMI供電QF13CUP輸入輸出M02輸入輸出M03輸入輸出QF14控制面板、JB1接線箱、安全回路QF15伺服控制器1、伺服控制器2QF16機(jī)器人QF21M01輸出電源該單元選擇了CPU224CPU22柱機(jī)數(shù)量I/O點為14輸入/10輸出共24個，擴(kuò)展能力強(qiáng),可連續(xù)7個擴(kuò)展模塊，最大可擴(kuò)展至168個數(shù)字量I/O或35個模擬量I/O點；13kb程序和數(shù)據(jù)存儲空間，6個獨立的30khz高數(shù)計數(shù)器，2路獨立的20hz高速緩沖輸出，具有pid控制，I/O端子排

6、很容易整體拆卸，是個控制能力較強(qiáng)的控制器。另外由于I/O口數(shù)量有限，所以還選用了擴(kuò)展模塊EM224增加I/O的數(shù)量。EM277MS7-200的智能擴(kuò)展模塊，由于本產(chǎn)線是利用profibus-dp進(jìn)行通訊，所以才會選則此模塊，profibus網(wǎng)絡(luò)通常有一個主站和若干個I/O從站，EM277只能做profibus-dp的從站，而不能做主站。4.2 機(jī)器人打磨單元部分有一個IRB1410機(jī)器人以及對應(yīng)的機(jī)器人控制柜和示教器，一個打磨機(jī)，一個砂輪機(jī)，一個皮帶機(jī)組成如圖2-2,其間機(jī)器人感應(yīng)工件所選用的傳感器為電容式傳感器如圖2-3,電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡單，精度高，易于制造，一般用金屬做電極以無機(jī)材料做絕

7、緣之承，能承受很大的溫度變化，高壓力，高沖擊，過載等。圖2-2打磨砂輪傳送帶圖2-2電容式傳感器4.3 電氣接線I/O分析如圖2-3,I0口和I1口基本上都被用來作為按鈕以及開關(guān)的控制，I2.2為傳感器信號輸入，Q0.5-Q0.7分別為三色燈自動，手動，故障復(fù)位指示燈；Q1.0和Q1.1plc控制柜上啟動和故障指示燈；Q2.0-Q2.2分別為三給電機(jī)打磨、砂輪、傳送帶。三.PLC程序設(shè)計控制流程自動模ST02RB放件完成離開U中轉(zhuǎn)臺AS1檢測有信號中啟動RB,執(zhí)行ST03REBA中轉(zhuǎn)臺抓件3-1RBWffSegmentl完成"打磨機(jī)，砂輪機(jī)運行4-1RB執(zhí)彳fSegment2RB抓取

8、工件去打磨機(jī)，打磨兩個角，砂輪機(jī)打磨5-1RB執(zhí)彳fSegment2完成打磨機(jī)，砂輪機(jī)停止運行中RB執(zhí)行Segment3皮帶機(jī)上無工件,RB過去放工7-1RB執(zhí)彳Segment3完成回HOMEi等待下一個程序號*END-系統(tǒng)plc和機(jī)器人的I/O分配輸入I輸出QI0.5手動模式Q0.5自動指示柱燈（綠色）I0.6自動模式Q0.6手動指示柱燈（黃）I0.7自動啟動Q0.7故障指示柱燈（紅）I1.0本地模式Q1.0自動啟動指7KI1.1遠(yuǎn)程模式Q1.1故障指7KI1.2故障復(fù)位Q2.0打磨機(jī)運行I1.4急停正常Q2.1砂輪機(jī)運行I1.5安全門正常Q2.2輸送帶前進(jìn)I2.2工件傳感器1Q3.0機(jī)器人

9、停止XS12.1I3.0機(jī)器人自動XS14.1Q3.1機(jī)器人上電XS12.2I3.1機(jī)器人上電XS14.2Q3.2啟動機(jī)器人XS12.3I3.2機(jī)器人系統(tǒng)運行XS14.3Q3.3故障復(fù)位機(jī)器人XS12.4I3.3機(jī)器人故障XS14.4Q3.7程仔確認(rèn)XS12.8I3.4機(jī)器人在原點XS14.5Q4.0發(fā)送程序號1XS13.1I3.7機(jī)器人等待XS14.8Q4.1發(fā)送程序號2XS13.2程序號I4.0機(jī)器人進(jìn)行程序1XS15.1Q4.2允許運行程序段1XS13.3I4.1機(jī)器人進(jìn)行程序2XS15.2Q4.3允許運行程序段2XS13.4I4.2機(jī)器人不在程序段1XS15.3Q4.4允許運行程序段3

10、XS13.5I4.3機(jī)器人不在程序段2XS15.4I4.4機(jī)器人不在程序段3XS15.5程序分析四.機(jī)器人仿真與示教編程RobStudio軟件介紹RobotStudio是瑞士AB腔司配套的軟件，是機(jī)器人本體商中軟件做的最好的一款。支持機(jī)器人的整個生命周期，使用圖形化編程、編輯和調(diào)試機(jī)器人系統(tǒng)來創(chuàng)建機(jī)器人的運行，并模擬優(yōu)化現(xiàn)有的機(jī)器人程序。RobotStudio包括如下功能：CA*入、AutoPath功能、程序編輯器、路徑優(yōu)化、可達(dá)性分析、虛擬示教臺、事件表、碰撞檢測、VBA功能、直接上傳和下載、缺點，就是只支持本公司品牌機(jī)器人，機(jī)器人間的兼容性很差。其界面如下圖4-1所示：圖4-1仿真界面ro

11、bstudio仿真案例打開robotstudio軟件，按照上節(jié)所講，擺放好機(jī)器人、工件的位置，并創(chuàng)建好工件坐標(biāo)系和機(jī)器人系統(tǒng)。在軟件界面上方的菜單欄中點擊控制器，選擇虛擬示教器，畫面中出現(xiàn)虛擬示教器。先將示教器打到手動擋，點擊示教器左上角的主菜單，在其中選擇controlpanel（控制面板），再選擇language,可將語言改為中文。點擊程序編輯器，提示創(chuàng)建新的程序。點擊畫面中的例行程序，在出現(xiàn)的界面中的左下角的“文件”中選擇“新建例行程序”分別創(chuàng)建“main”、“hom"routine”、“csh”共四個例行程序。雙擊“hom3例行程序，在界面中點擊添加指令再點擊movej,點擊

12、程序中的“*”，新建一個位置點P10選中“P10',點擊修改位置，由于機(jī)械臂的位置并未改變，就可將機(jī)械臂的原始位置設(shè)定為P10o返回例行程序，雙擊“csh”程序，點擊添加指令，在指令中點擊“common,在下拉菜單中選擇“settings”，在點擊其中的“Accset”和“Velset”。Accset是設(shè)置的機(jī)械臂的加速度，而Velset設(shè)置的是機(jī)械臂的速度。返回例行程序，雙擊“Routine1”程序，進(jìn)行軌跡編程。在軟件中，利用手動線性運動方式和捕捉末端工具，將機(jī)械臂上的焊接頭移至圖中位置，并用上述方式將該點設(shè)置為P20.在工件上需要進(jìn)行弧形運動，所以，點擊添加指令中的“MoveC指

13、令。在圓弧上找一點以及圓弧的另一個端點，分別將其設(shè)置為MoveC旨令中的P30和P40,這兩個點和P20共三個點可形成一個圓弧。將焊接頭移至工件下一個點，因為兩點之間是直線運動，所以選擇MoveL指令，并將該點設(shè)置為P50以此類推，將工件上的所有點都在程序中設(shè)置好。如圖所示。止匕外，為安全起見，在焊接頭移動到最后一個點時，不能讓它直接回到工作原點，而是讓焊接頭垂直向上移動一段距離后，在回歸原點。添加MoveL指令，修改位置點設(shè)置，點擊功能按鈕，選擇Offs功能，如圖所示，括號中第一個設(shè)置為你選擇的參照點，即工件的最后一個點，后面的三個則分別代表工具的X、Y、Z軸，我們選擇工具向上移動即在Z軸上

14、移動，X、Y軸為0。編寫好軌跡程序后，開始編寫主程序“main”，在添加指令中選擇“ProcCall”指令即調(diào)用子函數(shù)。做完上述所有步驟后，程序編輯完成，點擊“調(diào)試”按鈕，選擇“PP移至Main”，點擊虛擬示教器右側(cè)的“Enable”按鈕，再點擊下方的開始按鈕，機(jī)械臂則開始按照設(shè)定好的軌跡開始運動。示教編程及運行過程按照4.2仿真案例的操作，先編寫一個rhome子程序，是機(jī)器人在原點的程序。在子程序中添加MoveAbsJ,jHome,v100,fine,tGripper;如圖4-1圖4-1機(jī)器人在原點當(dāng)工站二完成流程并把工件放在中轉(zhuǎn)臺上時，三工站等待信號，當(dāng)信號出發(fā)后，三工站機(jī)器人開始夾取工件

15、，此時可以編寫一個子程序routine1,在程序中添加MoveJP1,V500,z200,tGripper;MoveJP2,V500,z50,tGripper;MoveLPpickpos,V500,z50,tGripper;當(dāng)機(jī)器人在pickpos位置時，夾爪夾緊，在子程序下方編寫setGripper;如圖4-2所示：圖4-2機(jī)器人夾取工件當(dāng)程序段一完成后，打磨機(jī)以及砂輪機(jī)開始啟動，機(jī)器人便結(jié)束信號一并等待信號二，接著便開始進(jìn)入程序段二進(jìn)行工件的打磨，如圖4-3:圖4-3機(jī)器人打磨當(dāng)程序段二完成后，打磨機(jī)，砂輪機(jī)關(guān)閉，傳送帶啟動，機(jī)器人結(jié)束信號二并等待信號三，接著開始進(jìn)入程序段三將工件放在傳送

16、帶上，松開夾爪，如圖4-4:圖4-4工件放在傳送帶程序段三完成后，機(jī)器人便回到原點。五.上位機(jī)人機(jī)界面監(jiān)控本站有一個打磨機(jī)，一個砂輪機(jī)，一個皮帶機(jī)。電機(jī)手動操作畫面：操作：1）操作模式選擇手動，無一類故障，畫面選擇電機(jī)運行，啟動左上方小圓是綠色的。2）電機(jī)默認(rèn)手動方式是點動模式，在此模式下，按啟動按鈕，按鈕背景變成綠色，電機(jī)運行。停止時，再次按點動，取消電機(jī)運行。3）按點動按鈕，電機(jī)運行模式會變成連續(xù)，其背景會變成綠色，字體變成連續(xù)，按啟動，啟運按鈕背景長綠，電機(jī)運行。停止時，再次按點動，取消電機(jī)運行。4）主控信號：本站和主PLC之間的交換信號；5）機(jī)器人：6）顯示本站的設(shè)備狀態(tài)，安全門，急停

17、，中轉(zhuǎn)臺傳感器。7）報警信息：六.收獲與體會在信息科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，隨著人力成本逐漸的上升，工業(yè)機(jī)器人逐漸取代人力成為流水線上行的“操作員”已成為必然趨勢。很幸運能夠在畢業(yè)之前有這種機(jī)會上機(jī)器人實訓(xùn)課，雖然兩周的時間很短，但這已經(jīng)為我開啟了學(xué)習(xí)機(jī)器人的那扇門。兩周的時間雖然無法把這條生產(chǎn)線完全搞透，但對于運行的流程已經(jīng)大致了解，這是一條有該產(chǎn)線系統(tǒng)由一個SIEMES315PN-DPPLC主站，5個224PLC做從站，每一個224PLC控制一個工作站，工作站與工作站之間轉(zhuǎn)遞信號通過EM277®訊模塊與315PN-DPPLC1接，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)溝通。每個PLC從站控制與其相對應(yīng)地機(jī)器

18、人單元，五個ABBW器人中，除了工站一機(jī)器人是IRB120,其余四個工站都是IRB1400,五個工位分別實現(xiàn)了上料的搬運，工件的焊接，工件打磨以及去毛刺，利用相機(jī)對打磨后工件的瑕疵檢測，負(fù)責(zé)料件成次品的分揀。首先，我們對產(chǎn)線進(jìn)行了調(diào)試，雖說調(diào)試步驟很少，但真正上手起來并不是那么一氣呵成，其間的細(xì)節(jié)很容易就會遺漏。因為有plc控制，所以自然少不了電氣接線圖和plc控制程序，作為電氣專業(yè)，雖然平時有接觸過圖紙以及編寫過plc程序，但當(dāng)看到這項大工程的圖紙時，整個人都不好了，密密麻麻地端口分布看的我們頭都大。Plc程序則更不用說了，想想在學(xué)校里學(xué)的那些，果然是基礎(chǔ)，入門，光憑老師上課教的那些知識可真遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，要先真正提高自己還是得多做項目，最好能接觸校外，公司里面的項目，者能夠擴(kuò)寬我們的眼界，讓自己了解到底該學(xué)什么。接下來我們簡單練習(xí)了AB球司的專門仿真軟件robstudio,并在示教器上簡單的編寫程序操作機(jī)器人的運轉(zhuǎn)。最后還講了利用S7-300控制網(wǎng)絡(luò)通信，對于這一塊，我是比較陌生的，了解甚少，還有當(dāng)下也非常熱門的視覺處理，這條生產(chǎn)線的視覺處理是利用C#!行編寫，對物