三菱plc与yamaha机器人在离合器自动线上的应用.pdf

【106】 第37卷 第12期 2015-12(上) 收稿日期：2015-07-28 作者简介：王明睿（1982 -），男，工程师，硕士，研究方向为新能源及家电行业装配自动化生产线、机器人应用。 三菱plc与yamaha机器人在离合器自动线上的应用 appication of the mtsubsh plc and yamaha robot in the cutch automatic ine 王明睿，李培申，郭 瑞，吕 炯 wang ming-rui, li pei-shen, guo rui, lv jiong （北京机械工业自动化研究所，北京 100120） 摘 要：介绍了用三菱q系列plc与雅马哈机器人共同完成离合器自动线滚铆工位的控制策略，利用三 菱cclnk总线与yamaha机器人组态，使plc与机器人进行通讯，并与机器人完成定位、抓 取、放料、工作等相应动作。 关键词：机器人；plc；总线；控制策略 中图分类号：tp273 文献标识码：b 文章编号：1009-0134(2015)12(上)-0106-03 doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2015.23.31 0 引言 三菱q系列plc提供了实现完整控制任务的能力和 灵活性。其功能强大的处理器指令集、高级的编程工具 以及可扩展的产品功能使其成为目前应用最为广泛的 plc之一，研究其余外围机器人的控制策略对装配自动 化领域有着重要意义。本文通过对离合器自动装配线的 研究制作基础上，实现了q系列plc与雅马哈机器人的 通讯及控制，完成了离合器自动装配过程中的辊铆工位 的研制。 1 硬件总体设计 q系列plc与yamaha机器人控制器相连需要连接 机器人的急停信号、故障信号，通过cclnk与plc的 qj16bt11n连接能够达到控制机器人的基本要求。 图1 通讯原理图 cc-lnk的通讯原理是基于数据链接和自动刷新的 原理。具体如下：plc分别在cc-lnk模块和cpu中开 辟出一块内存缓冲区（bfm），其中，cc-lnk模块中 的bfm和yaaha机器人的输入相对应（/o或rww， rwr），通过“数据链接”接受从站的数据变化，同 时，把数据传送到cpu中的bfm。而cpu模块中的bfm 通过“自动刷新”的方法接受从站的数据变化。 建立plc与yamaha机器人通讯收发数据对应关 系如表1所示。 表1 plc与yamaha通过cclnk通信收发数据格式 nput (controer plc) 信号nput port plc输出 地址 emergency stop inputs(00)y1340 servo on inputs(01)y1341 service mode inputs(02)y1342 step execution input *1s(03)y1343 system area for future expansions(04)y1344 o command execution trigger inputs(05)y1345 system area for future expansion s(06)y1346 s(07)y1347 sequence contro inputs(10)y1348 nterock inputs(11)y1349 robot program start inputs(12)y134a auto mode inputs(13)y134b return-to-origin inputs(14)y134c program reset inputs(15)y134d manual mode inputs(16)y134e absoute reset / return-toorigin input *4s(17)y134f 抓取工位1工装板到位s(20)y1350 抓取工位2工装板到位s(21)y1351 放置工位1工装板到位s(22)y1352 放置工位2工装板到位s(23)y1353 压机1原位s(24)y1354 压机2原位s(25)y1355 第37卷 第12期 2015-12(上) 【107】 压机1有件s(26)y1356 压机2有件s(27)y1357 等待压机1辊铆完成s(30)y1358 等待压机2辊铆完成s(31)y1359 等待压机1第一次完成置位s(34)y135c 等待压机2第一次完成置位s(35)y135d 进料工位1有件s(36)y135e 进料工位2有件s(37)y135f output (controer plc) 信号output port plc输入 地址 emergency stop input status outputs0(00)x1340 cpu ok status outputs0(01)x1341 servo on status outputs0(02)x1342 aarm status outputs0(03)x1343 system area for future expansion s0(04)x1344 s0(05)x1345 s0(06)x1346 s0(07)x1347 auto mode status outputs0(10)x1348 return-to-origin compete status outputs0(11)x1349 sequence program execution status outputs0(12)x134a robot program execution status outputs0(13)x134b program reset status outputs0(14)x134c battery aarm output *1s0(15)x134d o command execution judgment outputs0(16)x134e output during o command executions0(17)x134f 手爪1松开s0(20)x1350 手爪1夹紧s0(21)x1351 手爪2松开s0(22)x1352 手爪2夹紧s0(23)x1353 手爪3松开s0(24)x1354 手爪3夹紧s0(25)x1355 手爪4松开s0(26)x1356 手爪4夹紧s0(27)x1357 线体工件抓取完成s0(30)x1358 线体工件放置完成s0(31)x1359 启动1号滚铆压机s0(32)x135a 启动2号滚铆压机s0(33)x135b 抓取工位允许进板s0(34)x135c 1号滚铆压机复位s0(35)x135d 2号滚铆压机复位s0(36)x135e 回原点完成s0(37)x135f 2 软件流程分析 以下为机器人软件编程编程部分语句及解释： change h0 选择hand n=45 设置move p速度常数 m=90 设置move l速度常数 *gr: rghty 切换右手系 wat s(24)=1 等待压机1原位信号 move p,p1,s=n 移动至线体抓取点上方 f s(26)=0 then 判断压机1内是否无件，无 件跳转，有件抓件 mo(20)=1 压机1内未取件信号置位 （内部变量） goto *put1 endf move p,p42,s=k trqtme(3)=1500 将轴3的扭矩超时间设 定为1.5秒 无 工位 12 准备好 yamaha 手爪 1 3 抓起对 应工位 12 位置工件 有 辊铆 1 内是否有工件 yamaha 手爪 4 把工件取 出 把手爪1工件放入铆机1内 井出铆机启动辊铆 1 无 有 yamaha 把辊铆工件放置 在工位 34 工装内 辊铆 2 内是否有工件 yamaha 手爪 2 把工件取 出 把手爪3工件放入铆机2内 井出铆机启动辊铆 2 工位 12 工装放行进入工 装 34 准备好 图2 工作动作位置图 图3 软件流程图 【下转第118页】 表1 （续） 【118】 第37卷 第12期 2015-12(上) 最后根据具体遥控、遥调的报文属性（例如是单点 或是双点）生成frame中的新实例并通过重载方法 buidwritetasknfo配置报文信息，再通过执行写指令重 载方法executewritecommand进行下发。 5 结束语 本文详细介绍了组态软件中ec60870-5-104规约通 信驱动的实现过程，解决了104规约与组态软件应如何 结合以适应不同场合的应用，通过对用户配置信息的读 取和104规约帧格式模式的建立，与软件各项接口配合 开发出具体的104规约驱动。此方法适用于多种商用组 态软件，并在之后的使用过程中不断改进，为相关组态 软件产品在电力行业的推广应奠定基础。 参考文献： 1 欧金成,欧世乐,林德杰,彭备战.组态软件的现状与发展j.自动 化博览,2002,19(2):42-45. 2 dl/t634.5104-2002.远动设备及系统第5-104部分:传输规约采 用标准传输协议子集的ec60870-5-101,网络访问s. 3 马晓红,管荑,林祺蓉.104规约在调度自动化系统中的应用j.山 东电力技术,2011,(6):1-5,14. 4 赵渊,沈智健.基于tcp/p的ec60870-5-104远动规约在电力系 统中的应用j.电网技术,2003:27(10):56-60,71. drve(3,p4),t=(40,-14) 以扭矩额定值的40%， 向下做推压 f trqsts(3)=1 then 如果超时 so(105)=1 下行卡死报警信号置位 endf torque(3)=100 so(27)=1 手爪4夹紧信号置位 wat d(25)=1 等待手爪4夹紧到位 delay 200 so(27)=0 手爪4夹紧信号复位 move p,p3,s=h 移动至压机1抓取点上方 wat arm delay 200 f s(26)=0 then 判断压机1工件是否抓 取成功 goto *put1 else so(101)=1 压机1内工件抓取失败信 号置位 endf *put1: move p,p8,s=r 旋转至避让1（出） goto *check1 3 结束语 通过对三菱q系列plc与雅马哈机器人的通讯及控 制，完成了离合器自动装配过程中辊铆工序的研制。 plc与机器人通过cclnk通讯传递的方式实现联动应 用于自动生产线领域，具有很好的示范作用；可以应用 于其他的机器人应用，另外参考plc与机器人的控制方 式及控制策略，可以实现大部分的机器人的控制，具有 很好的推广效应。 参考文献： 1 阳胜峰,谭凌峰.三菱fx/q系列plc快速入门手册m.中国电力 出版社,2009. 2 李绍炎.自动机与自动线m.北京:清华大学出版社,2007. 图4 机器人示教点位信息 【上接第107页】 三菱plc与yamaha机器人在离合器自动线上的应用三菱plc与yamaha机器人在离合器自动线上的应用 作者：王明睿， 李培申， 郭瑞， 吕炯， wan