南工院PLC部分（车库）基于plc的立体车库控制系统带机械图
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线南京工业职业技术学院毕业设计毕业设计课题名称：机3333333研发分院/专业：机械工程学院/机电一体化班 级：机电1111学 号：1201111111学生姓名：111111指导教师：甄久军2015年5月18日摘 要不锈钢材质因美观、耐磨、坚固、易于清理等优越性能，其产品在生产、生活中应用日。为不规则形状，很难使用机械机构代替人工打磨，造成生产成本较高。（为什么设计此系统）本文结合人工打磨不锈钢油烟机的现场操作，研究不锈钢打磨的要点，将工业机器人技术、比例阀控制技术、力反馈技术、PLC控制技术等结合在一起，利用气动执行元件，应用Solid Works软件进行结构设计，完成了一。自适应不锈钢打磨系统的研发。实现了安装在刚性很强的机器人上的打磨头在工件表面始终保持恒定的打磨压力，保证了工件品质。（毕业论文主要工作）本系统实现了打磨的智能化、自动化，不仅可以应用于不锈钢产品，还易于推广。打磨，对于提高劳动生产率、提高难于打磨产品的质量具有实际应用价值。（价值或意义）关键词：机器人、打磨、力反馈、PLCAbstractStainless steel is a material that has the character of beauty, wear resistance, and solid. It is very easy to be cleaned, and widely used in production and daily life. Due to the special nature of stainless steel, the surface quality of polished stainless steel is a major factor that determines the appearance quality of the product. Because the stainless steel products are mostly in irregular shapes, it is difficult to use mechanical mechanism to p, and can be applied to not only stainless steel products but also ceramics and other similar products. It has great practical application value in improving labor productivity and raising product quality by using this adaptive polishing system.Keywords: Robot, Polishing, Force-Feedback, PLC目 录第一章绪论11.1课题来源及研究意义11.1.1课题来源11.1.2研究意义11.2国内外研究现状及分析21.2.1国外研究现状21.2.2国内研究现状31.2.3打磨关键技术研究31.3论文的主要工作4第二章打磨系统整体方案设计52.1通用机器人打磨系统分析52.2自适应打磨系统的工作原理52.3自适应打磨系统整体方案设计62.3.1机器人本体72.3.2电气控制系统82.3.3末端执行装置82.3.4辅助装置9第三章气动系统设计103.1恒压控制气动回路设计103.2打磨转速气动回路设计113.3气动元件的选型113.3.1恒压气缸的选型113.3.2电-气比例阀的选型123.3.3力传感器的选型133.3.4流量传感器的选型13第四章 机械结构的设计与实现144.1 概述144.2基于SolidWorks的打磨装置本体设计144.2.1自适应打磨装置整体设计144.2.2典型零件设计15第五章 电气控制系统设计195.1控制原理分析195.1.1恒压系统控制原理195.1.2打磨转速控制原理195.2控制方案的实现205.2.1方案设计205.2.2 功能实现20第六章 系统软件设计及整机联调256.1 S7-300PLC程序设计256.1.1 硬件组态256.1.2 软件设计256.2 PLC与机器人通信组态286.3 ABB机器人编程与仿真286.3.1 程序设计286.3.2仿真与实现296.4系统运行32第七章 总结与展望33致谢34参考文献35附录137A1 气动元件及附件清单37附录238A2.1 机械本体装配图与零件图38A2.2 电气系统原理图44附录349A3 PLC程序49附录454A4 机器人程序54附录558A5 系统运行效果58 第一章 绪论1.1课题来源及研究意义1.1.1课题来源本课题来源于顶岗实习单位与。作项目。顶岗实习单位负责为海尔公司提供抽油烟机不锈钢外壳打磨的解决方案，。外壳1如图1.1所示。图1.1抽油烟机不锈钢外壳（注意字体字号）市场上高档的抽。打磨的工作量很大，成本较难降低。本文致力于研发一款基于工业机器人的自适应打磨系统，利用海尔公司的机器人，为其公司不锈钢产有易用化，打磨的智能化、自动化等特点，完全可以代替人工打磨。1.1.2研究意义机器人自适应不锈钢打磨系统将工业机器人技术、传感器技术、PLC控制技术、气动技术较好的经济效益。研究意义与优势具体体现在：（1）国家正在实施“中国制造2025”计划，大力倡导机器人代替人工工作，工业机器人的稳定性、连续性、高精度，可以极大地提高工作效率，降低生产成本。（2）打磨装置采用了气动技术与PLC控制技术，实现了机器人集中控制与打磨装置本体自主控制相结合，提高了编程效率。使复杂工件打磨更加方便，比人工打磨所用的时间更短，更能保证产品的一致性。（3）机器人编程只需走出既定轨迹，具体的细节由自适应打磨装置来完成。降低了编程调试的技术难度，间接增加了机器人打磨的可靠性并节约了成本。（4）将工人从恶劣危险的环境中解脱出来，减轻了工人的劳动强度，保障了工人的身体健康。1.2国内外研究现状及分析打磨加工是生产制造中的关键工艺，在不锈钢、陶瓷等产品中广泛应用，关系着产品加工的质量、外结合，实现机器人自动打磨加工是当今工业领域研究的重点之一。1.2.1国外研究现状国外机器人技术发展较早，在机器人打磨领域也有较早的研究。20世纪80年代，日本和欧美等国家陆续投入大量资金进行机器人打磨设备的研究。目前，国外的打磨 3，如图1.2所示，并且可以在恶劣的工业环境下使用。图1.2 ACF工作情况图ACF通过监控压力控制。1.2.2国内研究现状国内机器人应用起步比较晚，对打磨机器人技术的研究进展也比较缓慢。目前，磨系统的可行性4。1.2.3打磨关键技术研究在人工打磨时，打磨头的磨损非常严重，操作者可以根据不同工件随时调整打磨的方向以及打磨力，从而保证打磨的质量。目前，技术如下。（1）电-气比例阀的控制打磨的关键技术是及时补偿打磨头的磨损量，即保证打磨头与工件之间的压力恒定，机器定。气缸压力由两个电-气比例阀来控制，比例阀由PLC模拟量输出模块控的开度大小也要随之改变。机器人必须在不同的位置赋予PLC不同的参数。打磨的位置变化很快，为满足要求，机器人与PLC交换数据采用Profibus-DP通信方式。1.3论文的主要工作在详细研究人工打磨的基础上，对机器人打磨系统进行整体规划，完成了机械结构设计、控制系统设计和整机联调。具体工作包括以下部分：（1）打磨系统的整体方案设计。（2）零部件的选型与计算。对打磨的压力及扭矩进行计算，并且制订打磨油烟机的节拍。根据要求选择气缸种类，计算出气缸缸径的大小，确定气缸行程，力传感器的检测范围，以及电-气比例阀的控制范围等。（3）根据选型的元器件，进行机械结构的三维设计与实现。（4）进行PLC的自适应控制系统设计。（5）完成机器人与PLC的通讯设计。机器人必须随时与PLC保持通信，及时调整控制电-气比例阀的参数，达到较优的打磨效果。（6）基于油烟机打磨的机器人打磨轨迹规划、编程与整机联调。第二章 打磨系统整体方案设计2.1通用机器人打磨系统分析根据被打磨工件的大小，一般通用机器人打磨形式可以分为以下两种。（1）体积相对较小的打磨工件，。设计必须质量轻、结构紧凑。在打磨时，打磨头的磨削损耗量会很大，机器人需要适应磨损量，保。头与工件保持恒定的压力，保证打磨质量。2.2自适应打磨系统的工作原理通过对通用机器人打磨系统的分析，刚性的机器人系统自身不能主动补偿打磨头的磨损，为了补偿打磨头的磨损，机器人要完成非常复杂的轨迹，编程控制需有打磨恒压与快速反。整体结构原理如图2.3所示。工业机器人PLC控制器气动打磨头恒压气缸电-气比例阀电磁阀比例流量阀气缸行程开关控制面板压力传感器图2.3 系统构成原理框图2.3自适应打磨系统整体方案设计参考手工打磨油烟机的特点，结合自适应打磨系统的工作原理和不锈钢的性能，在机器人与工件之间第六轴末端安装气缸，气缸活塞杆上再安装打磨头，通如图2.4所示。1机器人本体，2恒压气缸，3磁性开关， 4力传感器，5气动打磨头6电-气比例阀，7电磁阀，8PLC控制器。图2.4 打磨系统的方案2.3.1机器人本体本系统采用的机器人是六自由度关节机器人，具有机械部分结构紧凑、工作范图2.4中的所示。具体参数见表2.1、表2.2。表2.1 机器人型号型号工作范围承重重心IRB66202.2m150kg250mm表2.2 IRB6620机器人主要参数项目数据或要求电源电压380V，50/60Hz功耗2.7kW重定位精度0.8mm防护等级Wrist IP54、IP67安装方式落地、倾斜、倒置轴1旋转范围-170+170轴2旋转范围-65+140轴3旋转范围-180+70轴4旋转范围-300+300轴5旋转范围-130+130轴6旋转范围-360+3602.3.2电气控制系统控制系统的控制核心采用PLC，通信方式为标准现场总线方式Profibus-DP通信。2.3.3末端执行装置末端执行器采用气缸与打磨头结合的方式，在结合部位装有压力传感器，气缸控制由比例伺服阀完成。打磨头。盘，方便安装。电动打磨机8和气动打磨机9如图2.6所示。 （a）电动打磨机 （b）气动打磨机图2.6打磨机2.3.4辅助装置辅助装置为油烟机的工装夹具、通风装置以及安全门。尘，因此现场必须装有24小时除尘通风装置，并且装有粉尘检测仪，一旦粉尘浓度超标，粉尘检测仪可以迅速报警，疏散人群，保证工人的生命安全。第三章 气动系统设计自适应打磨装置的打磨恒压。主要包括：恒压控制气动回路和打磨转速控制气动回路。3.1恒压控制气动回路设计恒压控制气动回路原理图如图3.1所示。图3.1 恒压气动回路原理图压缩空气通过两个电-气比例阀（图3.1中的A）和两个单向节流阀到达短行程直线气缸。电-气比例阀调节气体的压力，单向节流阀调节气体的流量，进而完成对气缸活塞的。紧密接触和打磨压力。图中三位五通的电磁换向。或缩回。恒压气缸的控制过程按如下描。述进。恒压力。3.2打磨转速气动回路设计打磨转速控制的气动原理图如图3.2所示。件进行打磨。图3.2 打磨转速气动回路原理图通过Y4得电、断电的切。削速度。3.3气动元件的选型3.3.1恒压气缸的选型恒压气缸一端装在机器人。缸。a.摩擦力矩计算 F11为不锈钢表面的摩擦力, F11=150N； fa为摩擦系数, fa=0.3；r为力臂大小，r=25mm； 受力图如图3.3所示。F11r 图3.3 受力图摩擦力F11=fN11=faQ；摩擦力矩为： Mf=F11r=faQr；力矩平衡： Md=-R21=-Mf。可得：摩擦力矩Md约为300N.m，在气缸承受的450N.m范围内。b.气缸缸径选择（3.1）根据不锈钢打磨要求，自适应打磨头的理论输出力约为15kgf；气缸的效率约为50%，气源的标准气压约为0.6Mpa。根据公式：可得：D的取值范围在7580mm之间，根据气缸选型原则，气缸缸径选择80mm，此处选择SMC的CDQM双导轨气缸，气缸具体型号为CDQMA80-8010。如图3.4所示。图3.4 导轨气缸CDQM3.3.2电-气比例阀的选型由于电-气比例阀是。因此选择进口的SMC比例阀，型号为VY1300201；压力控制范围为0.010.9MPa；控制信号为420mA。3.3.3力传感器的选型力传感器是打磨系统的反馈，是保证自适应打磨系统加工精度的关键因素，力传感器要求灵敏度高、反应速度快、线性比高等特点。因此，选择美国omega公司的力传感器。电缆型号为LC203-200；连接器型号为LC213-200；载重范围091kg；输出信号为420mA。3.3.4流量传感器的选型流量传感器主要检测驱动打磨头的气体流速是。，如果机器人打磨。上述元器件及其他气动元件选型见附录1。第四章 机械结构的设计与实现4.1 概述机械结构设计常用的软件有AutoCAD、UG NX、Pro/E、SolidWorks等，本文使用SolidWorks软件。SolidWorks是一款功能强大的三维设计、仿真软件，具有易用高效等特点。SolidWorks软件有着。件占有很大比重。自适应打磨装置的大部分元器件选用标准件，因此本系统的设计的主要是装配结构和四个连接法兰盘零件。在进行软件应用时，首先打开软件，在软件文件里的“选项”选择“新建”开始进行设计，此外还可以新建装配体和工程图文件。4.2基于SolidWorks的打磨装置本体设计4.2.1自适应打磨装置整体设计自适应打磨装置一端固定到机器人第6轴，装置中安装气缸，气缸活塞杆上再通过法兰安装打磨头和传感器，通过控制气缸活塞杆压力来实现打磨压力恒定。因此主要设计法兰盘组件及连接。构成如图4.1所示。装配图见附录2图纸。12345678 1气动打磨头，2力传感器，3后法兰盘，4橡胶保护套，5恒压气缸 6连接法兰1, 7连接法兰2, 8前法兰图4.1自适应打磨装置构成自适应打磨装置整体由8个部分组成。包括：气动打磨头，力传感器，后法兰盘，橡胶保护套，恒压气缸， 连接法兰1,连接法兰2,前法兰。气动打磨头集成了气动马达和打磨盘。其固定由后法兰盘完成，同时后法兰盘上还装有力传感器人。图4.2自适应打磨头装配图4.2.2典型零件设计目前，工业机器人的末端连接多为法兰盘连接。装在机器人末端的装置首要任务是设计法兰盘，本设计包括前法兰盘、后法兰盘、法兰盘1、法兰盘2。a.前法兰盘设计前法兰的功能是连接机器人和自适应打磨装置，如图4.3所示。图4.3 打磨头前法兰前法兰盘的直径为100mm，在直径80mm圆周上均布6个直径为6.5mm的孔，通过M6的螺钉连接到机器人第六轴端部的法兰盘上，这也是整个自适应打磨装置在机器人上的固定。有一个十字凸台，上均布4个M6的螺纹孔，由4个M6*10的螺钉连接连接法兰2。（1）前法兰盘圆盘及十字凸台设计。测量机器人第六轴法兰盘的尺寸以及螺纹孔的位置及大小，根据这些尺寸以及设计的要求，并且要考虑安装和加工的方便，设计如图4.4所示的前法兰盘。图4.4前法兰盘（2）打孔和攻丝。为了连接机器人和自适应打磨装置，需要在画好的零件上打出相应的螺纹孔以及通孔。点击画图页面的“特征异型孔向导”，选择“孔和直螺纹孔”，如图4.5所示，可以完成该零件的上的阶梯孔和螺纹孔。图4.5异型孔向导打孔攻丝后如图4.6所示。图4.6打孔（3）倒圆角。最后通过倒圆角指令，将零件的外边缘的毛刺去除干净，增加零件的可接触性，使零件更加美观。如图4.7所示。 图4.7零件的倒角通过上述典型零件的设计过程，最终完成前法兰盘的SolidWorks软件的设计。完成三维设计后，利用Solidworks的从零件/装配图制作工程图功能完成具体的装配图和零件图纸。图纸不能直接用于生产，还要在Auto CAD软件中进行修改和完善，最终零件图纸见图4.3和附录2中的零件图。b.连接法兰盘2设计连接法兰盘2的功能是连接后法兰盘和连接法兰盘1，起到两个法兰盘的过渡连接作用。其基于S第五章 电气控制系统设计电气控制系统主要实现对恒压力气动回路的控制和对打磨转速气动回路的控制，并实现打磨装置与机器人的现场总线通信。5.1控制原理分析5.1.1恒压系统控制原理气缸的恒压控制原理如图5.1所示。图5.1恒压气缸控制原理图当气缸压力有波动，力传感器采集。的切削力亦得以保障。5.1.2打磨转速控制原理打磨气缸的转速控制原理图如图5.2所示。图5.2 打磨气缸转速控制原理图比例流量阀工作，电磁阀Y4得电，当流量传感器采集到气体流速有波动，PLC通过与设定值进行比较，通过模。障了切削速度的稳定，从而保证了工件打磨的质量。5.2控制方案的实现5.2.1方案设计方案包括控制器的选择、输入输出设计、人机交互设计等。电气控制系统如图5.3所示。PLC人机界面（触摸屏）数字I/O及通信模拟量输出模块模拟量输入模块图5.3 控制系统组成以PLC作为控制核心，人机界面和I/O及通信作为系统交互部分，模拟量输出模块作为系统输出部分，模拟量输入模块作为系统输入部分。方案选用西门子PLC，CPU型号为CPU 313C-2 DP，其是一款具有模块化特点的高性能的中型PLC。5.2.2 功能实现a. 系统交互部分（1）人机界面在一般的控制系统中，人们很难看清PLC内部程序的运行状况，因此人们只能凭借自己的判断去猜想程序运。打开Winccflexible软件，如图5.4。图5.4 进入组态软件点击“创建一个空项目”，然后在“设备选择”窗口选择TP177A 触摸屏，在左边项目树选择“连。连接设置完。（2）数字量输入输出与通信此部分包括按钮、传感器等数字量输入的接口，控制指示灯、报警器和电磁阀等的数字量输出的接口。另外，还包括一个与机器人的通信接口。由于CPU 313C-2 DP的COU模块自带16个数字量输入和16个数字量输出点，这32个点足够外部信号的输入输出使用。因此，该PLC没有加其他的数字量输入输出模块。数字量输入输出地址见表5.1。表5.1 数字量输入输出地址打磨工作站地址表输入地址分配输出地址分配I0.0工件到位Q0.0电磁阀Y1得电I0.1恒压气缸伸出Q0.1电磁阀Y2得电I0.2恒压气缸缩回Q0.2电磁阀Y4得电I1.0上电按钮Q1.0报警灯（红）I1.1开始按钮Q1.1运行灯（绿）I1.2复位按钮Q1.2等待灯（黄）I1.3停止按钮Q1.3警报喇叭I1.4循环开关根据数字量输入输出地址绘制电气原理图。如图5.8和附录2所示。图5.8 数字量I/O接线图I0.0到I0.3分别接工件到位、恒压缸伸出、恒压缸缩回和安全门打开等4个感应开关。I1.0到I1.4分别接上电按钮、开始按钮、复位按钮、停止按钮、循环开关等5个点动开关。输出端的Q0.0和Q0.1控制图3.1气动回路中的Y1和Y2电磁阀，Q0.2控制图3.2气动回路中的Y4电磁阀，用于气动回路的控制。Q1.0到Q1.3分别接报警灯、运行灯、等待灯和报警蜂鸣器，用于运行指示与报警。b. 模拟量输出部分该部分主要包括气动打磨头的驱动输出及恒压气缸的驱动输出。（1）气动马达的驱动。根据设定和打磨轨迹，PLC经过运算产生转速控制值，再经过数模转换输出模块转换，输出范围为010 V的控制电压，控制比例流量阀。 经过比例流量阀，压缩。LC智能控制。（2）恒压气缸的驱动。根据设定和打磨轨迹，PLC经过运算产生打磨压力控制值，再经过数模转换输出模块转换，输出范围为010 V的控制电压，控制电-气比例阀。压缩空气经。定性。数模转换输出模块选用西门子公司的SM332。该模块具有4路数模转换输出，三路用于比例流量阀和电气比例阀，一路扩展备用。该模块还具有中断能力，出现错误时，模块将诊断中断发送到PLC的CPU。模拟量输出部分接线图见图5.9和附录2。图5.9 模拟量输出接线图CH0和CH1接电-气比例阀， PLC根据力传感器的值由此输出，差值控制打磨压力。CH2接比例流量阀，PLC根据流量传感器的值控制此输出，进而控制打磨转速。c. 模拟量输入部分此部分主要是用于打磨压力值的输入和打磨转速值的输入。（1）装在后法兰盘的打磨头中间力传感器检测打磨压力。它与SM332的CH0和CH1的输出构成闭环。此值是一个010 V的电压。力的重要依据。（2）流量传感器和粉尘浓度监测传感器，分别检测打磨转速（驱动气马达的压缩空气流量）与打磨环境。要依据。模数转换输入模块选用西门子公司的SM331。SM331模块有三种规格型号，即8AIl2位模块、2AIl2位模块和8AIl6位模块。本设计选用模块的订单号为：6ES7 331-7KF02-0AB0。其共有8路模拟量输入接口，模拟量输入部分接线图见图5.10和附录2。图5.10 模拟量输入接线图CH0接力传感器，用于PLC读取打磨压力值。CH1接流量传感器，用于PLC读取打磨速度。CH2接粉尘浓度传感器，用于PLC读取粉尘浓度的值。 第六章 系统软件设计及整机联调6.1 S7-300PLC程序设计6.1.1 硬件组态S7-300PLC的指令丰富，功能强大，是目前市面上最常见的PLC，其强大的组态能力几乎能和目前所有的自动化设备进行通信，进行大数据的交换。S7-300PLC在编程前，需要组态PLC硬件，将之前PLC所选出来的模块组态到SIMATIC step7中，如图6.1所示。图6.1 PLC组态栏6.1.2 软件设计S7-300PLC软件设计界面如图6.2所示。OB1位主程序，OB100上电初始化，OB35程序中断模块，FB41为系统功能块，FC105、FC106为“转换”系统功能，DB1、DB2为参数收集模块。图6.2 界面a. OB100“上电初始化”程序设计OB100中的程序示例如6.3所示。具体见附录3。S7-300PLC在上电后执行的第一个程序就是OB100。图中程序的主要功能是将所有的位存储寄存器的值置为0。图6.3 OB100程序示例b. OB1主程序设计主程序主要是用来参数的初始。c. OB35程序调用模块OB35是在一个固定。d. FB41为系统功能块FB41为PID运算功能块，主要负责打磨头的自。控制。如6.5所示。打磨电-气比例阀2电-气比例阀1读传感器压力符合？模糊算法调整开始YN图6.5 打磨压力恒压调整6.2 PLC与机器人通信组态S7-300PLC与机器人采用Profibus-DP的通信方式进行通信，其中PLC作为现场总线的主站，机器人作为从站，具体的设置方式如下所述。（1）组态PLC，如图6.6所示。图6.6 Profibus-DP总线组态界面以PLC为主站建立一条Profibus-DP的总线，通过485电缆将机器人的DSQC667模块与PLC的DP通信口相连。（2）依次单击ABB机器人示教器上的控制面板配置系统参数Bus，然后点击添加Profibus，单击DP-SLAVE与PLC的Profibus1相连。（3）将ABB机器人自带的DSQC667光盘中的GSD文件在PLC软件中打开。（4）ABB机器人设置的信号与PLC端设置的信号是一一对应的，最终的组态如图6.7所示。图6.7 PLC组态图6.3 ABB机器人编程与仿真6.3.1 程序设计RobotWare是ABB提供的机器人系列应用软件的总称，RobotWare目前包括BaseWare, BaseWare Option, ProcessWare,DeskWare与FactoryWare五个系列。ABB机器人有着丰富的编程语言，语言与Basic语言相似。本程序主要任务是完成与PLC通信，初始化PLC及到达打磨初始位置，在符合打磨压力及转速的前提下按照编程轨迹进行打磨。具体编程如程序流程图6.8所示。N工件到位机器人启动机器人到达打磨位置机器人与PLC进行数据交换行走打磨轨迹机器人紧急停止机器人与PLC通信及初始化开始打磨压力符合？压力超值？YYN图6.8 机器人程序流程图本文编写的机器人程序见附录4。6.3.2仿真与实现ABB机器人的编程与调试可以在ABB机器人专用的仿真软件Robotstudio下进行的，Robotstudio软件可以仿真现实的工厂车间，能够建立完整机器人工作站，几乎可以模拟任何机器人动作，在现实机器人使用前期具有很大的作用，可以省去大量的人力物力，机器人仿真是机器人使用过程中不可缺少的一个环节。Robotstudio中有所有的机器人型号，外部设备的I/O信号、包括传感器检测、物体碰撞检测等等都可以仿真实现。下面介绍一下上述编程完成后的仿真过程。（1）将选择好的机器人本体插入工作站，如图6.9所示。图6.9机器人本体的插入（2）将机器人工作站的其他设备导入，例如机器人控制柜IRC5、机器人示教器、防护围栏、变位机、打磨头以及工件。如图6.10所示。图6.10机器人工作站的建立（3）机器人工作站建好以后，需要给机器人插入一个系统，机器人系统配置如图6.11所示。 图6.11机器人系统配置软件会检测工作站建立是否正确。例如机器人型号与变位机或者导轨是否匹配，以及根据工作站的功能选择相应的配置，例如通讯配置、焊接配置等等。如果这些配置不符合实际或者不能正常工作，机器人系统是不能建立的，只有正确插入系统之后，机器人才可以示教编程。仿真软件的操作与机器人现实的操作几乎完全一致。（4）机器人工作站建好之后需要对机器人进行示教和编程。仿真软件的示教盒页面与真实的示教盒几乎完全一样，使用方法也完全一样。界面如图6.12所示。图6.12仿真软件操作页面（5）编写和放入程序。ABB机器人程序编写方便快捷，前期将机器人轨迹规划好，所有的信号设置好，机器人编程时只需要调用相应的指令，然后将数据写在里面，包括：速度、加速度、工件坐标、工具坐标等等，ABB机器人仿真软件的编程页面十分简单，程序编辑也十分方便，ABB编程软件的页面如图6.13所示。图6.13 程序编辑6.4系统运行机器人编程是一个极其复杂的过程，尽管目前机器人技术不断发展，人机界面更加人性化，但是为了安全考虑，机器人编程必须想到尽可能多的情况，并且通。，并且依靠这些去优化机器人与PLC程序。最终系统运行如图6.14和附录5所示。 图6.14机器人自适应不锈钢打磨系统运行第七章 总结与展望该系统成功将机器人技术、力反馈收集技术、电-气比例阀控制技术、力量传感器以及比例流量阀完美的结合到了一起。运用到了模糊控制技术、PLC通信技术、机器人编程示教等等目前比较成熟的技术，使机器人柔性制造技术上升了一个台阶，帮助工人摆脱了工厂的恶劣打磨环境，提高了产品的合格率以及产品的质量。具体的讲完成了六大项基本内容。包括：（1）完成了机器人自适应不锈钢打磨系统的整体方案设计；（2）完成了零部件的选型与计算。对打磨的压力及扭矩进行了计算，并且制订了打磨油烟机的节拍。根据要求选择气缸种类，计算出了气缸缸径的大小，确定了气缸行程，力传感器的检测范围，以及电-气比例阀的控制范围等；（3）根据选型的元器件，完成了机械结构的三维设计与图纸出图；（4）完成PLC的自适应控制系统的硬件设计与软件设计；（5）完成了机器人与PLC的通信，机器人随时与PLC保持通信，及时调整控制电-气比例阀的参数，达到了最优的打磨效果；（6）完成了基于油烟机打磨的机器人打磨轨迹规划、编程与仿真。在完成上述内容过程中，应用了3中关键技术。包括：（1）电-气比例阀的控制。在机器人与工件之间第六轴末端上安装气缸，气缸活塞杆上再安装打磨头，通过控制活塞杆压力来实现打磨压力恒定；（2）力传感器信号的采集。在气缸与打磨头连接的位置有一个力传感器，在打磨过程中，时时采集打磨力的数据，将采集的数据做为调节电-气比例阀开度大小的重要依据；（3）机器人与PLC的数据交换。机器人在不同的位置赋予PLC不同的参数，由于打磨的位置变化很快，为了满足要求，机器人与PLC交换数据采用的方式为Profibus-DP通信。希望在未来，这一技术不仅在油烟机打磨这一领域创造辉煌，而且能够在国内所有需要打磨技术的领域开创自己的天地，在其他需要恒压控制的领域也能更好地为人们服务。我和自己的团队也会不断地研发改进这一技术，不断地完善各个方面的细节，并且将其推向不同的领域。致谢本次毕业设计是对我顶岗实习项目的一个完整的总结，是对我三年所学专业知识与技能的一个检验，使我收获巨大。在此，非常感谢11111111副教授对我的细心指导，帮助我完成此次毕业设计。也感谢王晓勇院长三年来对我的关心和教诲。同时，也非常感谢公司内部同事的大力支持，感谢学校三年来对
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