一种工业机器人打磨工作站的控制系统设计.docx

一种工业机器人打磨工作站的控制系统设计 李皓摘 要：本文设计一种工业机器人的打磨工作站控制系统，打磨产品为风机机壳，从总体方案的设计，设备间的通讯设计，PLC程序几方面进行了阐述关键词：打磨 工业机器人 控制系统Design of the Control System of an Industrial Robot Polishing WorkstationLi HaoAbstract：This article designs a polishing workstation control system conducted by industrial robots. The polishing product is a fan casing. The design of the overall scheme， the communication design between the equipment， and the PLC program are described in the article.Key words：polishing， industrial robot， control system1 引言随着国内传统制造产业的转型升级的需求，传统制造型企业对自动化的需求不断提高。

传统的手工打磨作业存在打磨质量不稳定、效率低、且产品的均一性差且工作环境恶劣，粉尘和噪声严重影响工人的健康对打磨工人的技术水平要求相对比较高，产品的质量也不稳定，满足不了自动化生产需求本文设计一种控制系统来实现对工业机器人打磨作业的控制，提高打磨作业的智能化程度以及工业生产的效率2 控制系统的设计要求此设计打磨产品为风机机壳，工业机器人型号为IRB460（ABB），机器人末端执行器有打磨头和抓手用于打磨机壳和抓取机壳，实现的控制流程如下：人工将产品放置在工装后，按下夹紧按钮后，夹紧气缸动作，将产品固定，机器人在得到产品到位信号后，开始按设定的程序进行打磨作业，打磨完成后，机器人手持工具切换为抓手，将产品搬运到指定位置打磨工作站有人机交互界面，使用者可在人机界面上切换手动和自动模式，自动模式下能实现整个系统的启动和停止的控制手动模式能实现对气缸的点动控制，手动调用机器人打磨和搬运等程序的功能3 打磨工作站控制系统的总体方案S7-1200 PLC与MCGS TPC7062TX触摸屏都有一个网口可进行以太网通讯，可实现与MCGS TPC7062TX的数据交互，实现工作人员通过在触摸屏来控制和监控现场产品的生产。

S7-1200 PLC与机器人之间不需要进行数值量的传递，采用I/O连接来实现开关量的交互S7-1200 PLC与打磨设备之间不需要进行数值量的传递，采用I/O连接来实现开关量的交互整体方案为：PLC作为主站，采用以太网通讯与MCGS触摸屏实现数据交互，采用IO连接与工业机器人和打磨设备实现开关量的交互4 打磨工作站的主要控制设备选型打磨工作站控制系统采用S7-1200PLC，S7-1200是西门子公司推出的新一代PLC，作为 S7-200的升级替代产品，其模块化设计，扩展灵活;集成了多种强大的工艺功能，可满足自动化系统中的特殊需求;通讯模块和集成的PROFINET接口，可实现自动化领域的多种通讯机制，满足设计要求触摸屏采用TPC7062Ti，是一套以先进的Cortex-A8 CPU为核心的高性能嵌入式一体化触摸屏该产品设计采用了7英寸高亮度TFT液晶显示屏，四线电阻式触摸屏同时还预装了MCGS嵌入式组态软件（运行版），具备强大的图像显示和数据处理功能，满足设计要求5 打磨工作站控制系统的通讯连接5.1 S71200PLC与MCGS的通讯S7-1200PLC与MCGS采用以太网通讯进行数据交互。

他们通过各自的网口进行以太网通讯在各自的配置软件中使MCGS和PLC双方IP地址在同一地址段并保持一致，使双方通讯上PLC与机器人之间的通讯连接S7-1200PLC它有22个数字输入信号，10个数字输出信号使用的IRB460工业机器人的标准IO板卡有16路数字输出信号，有16路数字输入信号它们提供的IO点满足设计需求PLC和机器人相关I/O分配表和IO连接图见下表1外部按钮及传感器与PLC通讯本设计PLC另需要外接一个按钮和一个传感器它们的IO分配及接线图见下表26 PLC程序设计打磨工作站控制程序流程规划，见图3程序编写（1）主程序设计程序从主程序开始，在程序段1调用自动FC块，在程序段2调用手动FC块用M0.4来进行自动和手动的选择，并将M0.4与MCGS自动手动按钮关联2）手动程序设计在手动程序里，分别用M0.1调用机器人打磨程序，用M0.0调用机器人搬运程序，用M0.2调用机器人取件动作，用M0.5来控制夹紧气缸其中M0.0与MCGS里的搬运按钮关联，M0.1与MCGS里的打磨按钮关联，M0.2与MCGS里的机器人取件按钮关联，M0.5与MCGS夹紧气缸点动按钮关联3）自动程序设计（1）在程序段开始设计为系统启动和系统停止互锁。

操作人员在自动模式下按下自动启动按钮，步骤号值被置为02）步骤号为0时，操作者将打磨工件安装在打磨工装上，按下气缸夹紧按钮，工件被夹紧，打磨传感器检测到产品，步骤号自加变为13）步骤号为1时，PLC发出机器人打磨信号，机器人打磨完后，步骤号自加变为24）步骤号为2时，PLC发出机器人取件信号，机器人切换抓手工装将打磨工件进行取件动作，机器人取件完成后，步骤号为45）步驟号为4时，PLC发出机器人搬运信号，机器人搬运完后，步骤号为0，形成步骤循环，见图4部分程序设计图7 结语论文简要叙述了打磨工作站控制系统的设计过程，未来还有很多方面可以进行优化提升，可以从采用更先进的视觉传感器和力觉传感器，来实现复杂打磨工件的智能化打磨，可以预见未来的打磨控制系统将有更长远的发展，PLC控制系统将更加智能化基金项目：武昌工学院课程联动改革项目———机器人技术与应用课程模块参考文献：[1]王寐.抛光打磨机器人控制系统的设计与实现[D].广东工业大学，2017. -全文完-。