工业机器人自动生产线工作站的系统设计.ppt

工业机器人工作站系统集成 主讲教师 汪励 单元六工业机器人自动生产线工作站的系统设计 工作任务描述 完成工业机器人上下料工作站的系统设计 学习目标 通过本任务学习 应能 1 掌握工业机器人数控机床上下料工作站的特点 2 掌握工业机器人与外围系统的接口电路技术 工业机器人自动生产线由机器人上下料工作站 机器人装配工作站组成 二个工作站由工件输送线相连接 整体布置如图所示 其中工业机器人上下料工作站由机器人系统 PLC控制系统 CNC数控机床 上下料输送线系统 平面仓库 操作按钮盒等组成 知识准备 一 上下料工作站工作任务 知识准备 1 设备上电前 系统处于初始状态 即输送线上无托盘 机器人手爪松开 数控机床卡盘上无工件 2 设备启动前要满足机器人选择远程模式 机器人在作业原点 机器人伺服已接通 无机器人报警错误 无机器人电池报警 机器人无运行 CNC就绪等初始条件 满足条件时候黄灯常亮 否则黄灯熄灭 3 设备就绪后 按启停按钮 系统运行 机器人启动 绿色指示灯亮 1 将载有待加工工件的托盘放置在输送线的起始位置 托盘位置1 时 托盘检测光电传感器检测到托盘 启动直流电机和伺服电机 上下料输送线同时运行 将托盘向工件上料位置 托盘位置2 处输送 一 上下料工作站工作任务 知识准备 2 当托盘达到上料位置 托盘位置2 时 被阻挡电磁铁挡住 同时托盘检测光电传感器检测到托盘 直流电机与伺服电机停止 3 CNC安全门打开 机器人将托盘上的工件搬运到CNC加工台上 4 搬运完成后 CNC安全门关闭 卡盘夹紧 CNC进行加工处理 5 CNC加工完成后 CNC安全门打开 通知机器人把工件搬运到上料位置的托盘上 6 搬运完成 上料位置 托盘位置2 的阻挡电磁铁得电 挡铁缩回 伺服电机启动 工件上下料输送线2和工件上下料输送线3运行 将装有工件的托盘向装配工作站输送 4 在运行过程中 再次按启停按钮 系统将本次上下料加工过程完成后停止 一 上下料工作站工作任务 知识准备 5 在运行过程中 按暂停按钮 机器人暂停 按复位按钮 机器人再次运行 6 在运行过程中急停按钮一旦动作 系统立即停止 急停按钮复位后 还须按复位按钮进行复位 按复位按钮不能使机器人自动回到工作原点 机器人必须通过示教器手动复位到工作原点 7 若系统存在故障 红色警示灯将常亮 系统故障包含 上下料传送带伺服故障 上下料机器人报警错误 上下料机器人电池报警 数控系统报警 数控门开关超时报警 上下料工作站急停等 当系统出现故障时 可按复位按钮进行复位 一 上下料工作站工作任务 知识准备 上下料工作站的工作流程如图所示 上下料工作站的工作流程 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 1 系统配置上下料工作站系统配置见表 上下料工作站系统配置 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 1 系统配置 上下料工作站系统配置 续 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 2 系统框图机器人上下料工作站以NJPLC为控制核心 现场设备启动 复位按钮 传感器 继电器 电磁阀等为NJPLC的输入 输出设备 CNC系统与NJPLC之间通过接点传送信息 机器人与NJPLC之间通过机器人接口传送信息 NJPLC通过EtherCAT总线控制伺服系统运行 系统框图如图所示 机器人上下料工作站系统框图 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 3 接口配置 1 机器人与NJPLC接口配置机器人控制器DX100与NJPLC的I O接口配置见表 机器人与NJPLC的I O接口配置 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 3 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 机器人程序启动 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 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 3 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 定义为机器人手爪夹紧功能 当机器人程序使OUT17输出为1时 YV1得电 吸紧工件 CN307的接口功能配置见表 机器人I O接口配置 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 3 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 上下料工作站所使用的MXT接口配置见表 机器人MXT接口配置 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 3 接口配置 2 CNC与NJPLC接口配置CNC与NJPLC的I O接口配置见表 CNC与NJPLC的接口配置 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 3 接口配置 3 NJPLCI O地址分配及变量定义NJPLCI O地址分配及变量定义见表 NJPLCI O地址分配及变量定义 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 3 接口配置 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 4 硬件电路 1 PLC开关量信号输入电路如图 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 PLC输入信号包括控制按钮 托盘检测用传感器等 PLC开关量输入信号电路 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 4 硬件电路 2 PLC开关量信号输出电路如图所示 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输出包括电磁铁 机器人暂停等 PLC开关量输出信号电路 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 4 硬件电路 3 机器人输出与PLC输入接口电路如图所示 CN303为机器人外接电源接口 其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 等机器人反馈信号 机器人输出与PLC输入接口电路 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 4 硬件电路 4 机器人输入与PLC输出接口电路如图所示 PLC输出信号包括 机器人程序启动 机器人搬运开始 等控制机器人运行 停止的信号 K2控制上下料输送线1的拖动直流电机 机器人输入与PLC输出接口电路 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 4 硬件电路 5 机器人专用输入接口MXT电路如图所示 继电器K5双回路控制机器人急停 K1控制机器人伺服使能 K4控制机器人暂停 机器人专用输入MXT接口电路 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 4 硬件电路 6 机器人输出控制手爪电路如图所示 机器人通过CN307接口的A8 A9控制电磁阀YV1 YV2 抓取或释放工件 SQ为检测手爪夹紧磁性开关 机器人输出控制电磁阀电路 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 4 硬件电路 7 CNC与PLC的接口电路如图所示 CNC输出与NJ输入接线图 CNC输入与NJ输出接线图 二 上下料工作站硬件系统 知识准备 4 硬件电路 8 伺服系统电路图如图所示 伺服系统电路 三 上下料工作站软件系统 知识准备 1 上下料工作站PLC程序上下料工作站PLC参考程序如图所示 三 上下料工作站软件系统 知识准备 1 上下料工作站PLC程序 三 上下料工作站软件系统 知识准备 1 上下料工作站PLC程序 三 上下料工作站软件系统 知识准备 1 上下料工作站PLC程序 三 上下料工作站软件系统 知识准备 1 上下料工作站PLC程序 三 上下料工作站软件系统 知识准备 1 上下料工作站PLC程序 三 上下料工作站软件系统 知识准备 1 上下料工作站PLC程序 三 上下料工作站软件系统 知识准备 1 上下料工作站PLC程序 三 上下料工作站软件系统 知识准备 1 上下料工作站PLC程序 三 上下料工作站软件系统 知识准备 2 上下料工作站机器人程序 1 主程序上下料工作站机器人主程序见表 上下料工作站机器人程序 三 上下料工作站软件系统 知识准备 2 上下料工作站机器人程序 三 上下料工作站软件系统 知识准备 2 上下料工作站机器人程序 三 上下料工作站软件系统 知识准备