单元五工业机器人搬运工作站的系统设计

工业机器人工作站系统集成 常州机电 工业机器人工作站系统集成 主讲教师：汪励 单元五 工业机器人搬运工作站的系统设计 工业机器人工作站系统集成 常州机电 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 工业机器人工作站系统集成 常州机电 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； 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； 工业机器人工作站系统集成 常州机电 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 工业机器人工作站系统集成 常州机电 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。 知识准备 工业机器人工作站系统集成 常州机电 一、搬运工作站工作任务 知识准备 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； (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； 工业机器人工作站系统集成 常州机电 一、搬运工作站工作任务 知识准备 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。 工业机器人工作站系统集成 常州机电 二、搬运工作站硬件系统 知识准备 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。 插头信号地址定义的内容与PLC的连接地址 CN308IN B1机器人启动100.00 A2清除机器人报警和错误101.01 OUT B8机器人运行中1.00 A8机器人伺服已接通1.01 A9机器人报警和错误1.02 B10机器人电池报警1.03 A10机器人已选择远程模式1.04 B13机器人在作业原点1.05 CN306 INB1 IN#(9)机器人搬运开始100.02 OUTB8 OUT#(9)机器人搬运完成1.06 工业机器人工作站系统集成 常州机电 二、搬运工作站硬件系统 知识准备 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 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） 工业机器人工作站系统集成 常州机电 二、搬运工作站硬件系统 知识准备 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 输出为1时，YV1得电，吸盘1、2吸紧。CN307的接口功能定义见表。 插头信号地址定义的内容负载 CN307 A8（OUT17+）/B8（ OUT17-） 吸盘1、2吸紧YV1 A9（OUT18+）/B9（ OUT18-） 吸盘1、2松开YV2 A10（OUT19+）/B10（ OUT19-） 吸盘3、4吸紧YV3 A11（OUT20+）/B11（ OUT20-） 吸盘3、4松开YV4 工业机器人工作站系统集成 常州机电 二、搬运工作站硬件系统 知识准备 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。 插头信号地址定义的内容继电器 MXTEXESP1+（19）/ EXESP1-（20） 机器人双回路急停KA2 EXESP2+（21）/ EXESP2-（22） EXSVON+（29）/ EXSVON-（30） 机器人外部伺服ONKA1 EXHOLD+（31）/ EXHOLD-（32） 机器人外部暂停KA3 工业机器人工作站系统集成 常州机电 二、搬运工作站硬件系统 知识准备 1接口配置 PLC I/O地址分配见表。 输入信号输出信号 序号PLC输入地址信号名称序号PLC输出地址信号名称 10.00 启动按钮1100.00 机器人程序启动 20.01暂停按钮2100.01清除机器人报警与错误 30.02复位按钮3100.02机器人搬运开始 40.03急停按钮4100.03变频器启停控制 50.06输送线上料检测5100.04变频器故障复位 60.07落料台工件检测6101.00 机器人伺服使能 70.08仓库工件满检测7101.01机器人急停 81.00 机器人运行中8101.02机器人暂停 91.01机器人伺服已接通 101.02机器人报警/错误 111.03机器人电池报警 121.04机器人选择远程模式 131.05机器人在作业原点 141.06机器人搬运完成 工业机器人工作站系统集成 常州机电 二、搬运工作站硬件系统 知识准备 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。 工业机器人工作站系统集成 常州机电 二、搬运工作站硬件系统 知识准备 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 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 。 工业机器人工作站系统集成 常州机电 二、搬运工作站硬件系统 知识准备 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”、“机器人搬运 开始”等控制机器人运行、停止的信号。 工业机器人工作站系统集成 常州机电 二、搬运工作站硬件系统 知识准备 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 、KA1控制机器人伺服使能、KA3控制机器人暂停。 工业机器人工作站系统集成 常州机电 二、搬运工作站硬件系统 知识准备 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。 工业机器人工作站系统集成 常州机电 三、搬运工作站软件系统 知识准备 1搬运工作站PLC程序 工业机器人工作站系统集成 常州机电 三、搬运工作站软件系统 知识准备 1搬运工作站PLC程序 工业机器人工作站系统集成 常州机电 三、搬运工作站软件系统 知识准备 1搬运工作站PLC程序 工业机器人工作站系统集成 常州机电 三、搬运工作站软件系统 知识准备 1搬运工作站PLC程序 工业机器人工作站系统集成 常州机电 三、搬运工作站软件系统 知识准备 2搬运工作站机器人程序 序号程序注释 1NOP 2*L10程序标号 3CLEAR B000 1 置“搬运工件数”记忆存储器B000为0；初始化 4DOUT OT#(9)=OFF清除“机器人搬运完成”信号；初始化 5PULSE OT#(18) T=2.00 YV2得电2s，吸盘1、2松开；初始化 6PULSE OT#(20) T=2.00 YV4得电2s，吸盘3、4松开；初始化 7*L9程序标号 8WAIT IN#(9)=ON 等待PLC发出“机器人搬运开始”指令 9MOVJ VJ=10.00 PL=0机器人作业原点，关键示教点 10MOVJ VJ=15.00 PL=3中间移动点 11MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点 12MOVL V=83.3 PL=0 吸盘接近工件，关键示教点 13PULSE OT#(17) T=2.00 YV1得电2s，吸盘1、2吸紧 14PULSE OT#(19) T=2.00 YV3得电2s，吸盘3、4吸紧 15MOVL V=166.7 PL=3中间移动点 工业机器人工作站系统集成 常州机电 三、搬运工作站软件系统 知识准备 2搬运工作站机器人程序 序号程序注释 16MOVJ VJ=10.00 PL=3 中间移动点 17MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点 18MOVJ VJ=10.00 PL=1 中间移动点 19MOVL V=250.0 PL=1 到达仓库正上方（距离仓库底面在7块工件的厚度以上） 20JUMP *L0 IF B000=0如果搬运第一块工件，跳转至*L0 21JUMP *L1 IF B000=1如果搬运第二块工件，跳转至*L1 22JUMP *L2 IF B000=2如果搬运第三块工件，跳转至*L2 23JUMP *L3 IF B000=3如果搬运第四块工件，跳转至*L3 24JUMP *L4 IF B000=4如果搬运第五块工件，跳转至*L4 25JUMP *L5 IF B000=5如果搬运第六块工件，跳转至*L5 26JUMP *L6 IF B000=6如果搬运第七块工件，跳转至*L6 27*L0放置第1个工件时程序标号 28MOVL V=83.3放置第1个工件时，工件下降的位置。作为关键示教点 29JUMP *L8跳转至*L8 30*L1放置第2个工件时程序标号 工业机器人工作站系统集成 常州机电 三、搬运工作站软件系统 知识准备 2搬运工作站机器人程序 序号程序注释 31MOVL V=83.3放置第2个工件时，工件下降的位置 32JUMP *L8跳转至*L8 33*L2放置第3个工件时程序标号 34MOVL V=83.3放置第3个工件时，工件下降的位置 35JUMP *L8跳转至*L8 36*L3放置第4个工件时程序标号 37MOVL V=83.3放置第4个工件时，工件下降的位置 38JUMP *L8跳转至*L8 39*L4放置第5个工件时程序标号 40MOVL V=83.3 放置第5个工件时，工件下降的位置 41JUMP *L8跳转至*L8 42*L5放置第6个工件时程序标号 43MOVL V=83.3 放置第6个工件时，工件下降的位置 44JUMP *L8跳转至*L8 45*L6放置第7个工件时程序标号 工业机器人工作站系统集成 常州机电 三、搬运工作站软件系统 知识准备 2搬运工作站机器人程序 序号程序注释 46MOVL V=83.3 放置第7个工件时，工件下降的位置 47*L8 程序标号*L8 48TIMER T=1.00 吸盘到位后，延时1秒 49PULSE OT#(18) T=2.00 YV2得电2s，吸盘1、2松开 50PULSE OT#(20) T=2.00 YV4得电2s，吸盘3、4松开 51INC B000 “搬运工件数”加1 52MOVL V