ABB工業(yè)機器人制造系統(tǒng)集成技術應用 課件 電子 第四章 分揀工作站工業(yè)機器人系統(tǒng)集成

4.1.1

分揀工作站主要組成單元及工作流程介紹情景導入圖1-1分揀系統(tǒng)1圖1-2分揀系統(tǒng)2分揀單元是智能制造單元系統(tǒng)集成應用平臺（CHL-DS-11型）的功能單元，可根據(jù)程序?qū)崿F(xiàn)對不同零件的分揀動作，由工作臺、傳輸帶、分揀機構、分揀工位、遠程I/O模塊等組件構成，如圖所示。圖1-3分揀單元分揀單元表1-1分揀單元各組成部分的參數(shù)規(guī)格分揀單元各組成部分的參數(shù)規(guī)格如表所示。分揀單元名稱參數(shù)規(guī)格數(shù)量備注傳輸帶1）寬度為125mm，有效長度為1250mm；2）調(diào)速電動機驅(qū)動，功率為120W，單相220V供電，配套1:18減速比減速器，減速器由變頻器驅(qū)動；3）傳輸帶起始端配有傳感器，可檢測當前位置是否有零件1—分揀機構1）分揀機構配有傳感器，可檢測當前分揀機構前是否有零件；2）利用垂直氣缸可實現(xiàn)阻擋片升降，將零件攔截在指定分揀機構前；3）利用推動氣缸可實現(xiàn)將零件推入指定分揀工位3—分揀工位1）分揀工位末端配有傳感器，可檢測當前分揀工位是否有零件；2）分揀工位末端為V型頂塊，可配合頂緊氣缸精確定位零件；3）每個分揀工位均有標號3—遠程I/O模塊1）支持ProfiNet總線通信；2）最多支持32個適配I/O模塊；3）最大傳輸距離為100米（站站距離），最大總線速率為100Mbit/s；4）附帶數(shù)字量輸入模塊為3個，單模塊為8通道，輸入信號類型為PNP，輸入電流典型值為3mA，隔離耐壓為500V，隔離方式為光耦隔離；5）附帶數(shù)字量輸出模塊為2個，單模塊

為8通道，輸出信號類型為源型，驅(qū)動能力為500mA/通道，隔離耐壓500V，隔離方式為光耦隔離；6）在工作臺臺面上布置有遠程I/O適配器的網(wǎng)絡通信接口，1具備基于

Profi

Net的遠程I/O模塊方便接線工作臺1）鋁合金型材結構，工作臺式設計，臺面可安裝功能模塊，底部柜體內(nèi)可安裝電氣設備；2）臺面長為1360mm，寬為680mm，厚為20mm；3）底部柜體長

為1280mm，寬為600mm，高為700mm；4）底部柜體四角安裝有腳輪，輪片直

徑為50mm，輪片寬度為25mm，可調(diào)高度為10mm；5）工作臺面布置有合理的

線槽，方便控制信號線和氣路布線，且電、氣分開；6）底部柜體上端和下端四周安裝有線槽，可方便電源線、氣管和通信線布線；7）底部柜體門板為快捷可拆卸設計，每個門板完全相同可互換安裝1—智能制造單元系統(tǒng)集成應用平臺以汽車行業(yè)的輪轂為產(chǎn)品對象，通過對PLC、工業(yè)機器人進行編程調(diào)試，根據(jù)視覺檢測結果對輪轂進行操作，最終實現(xiàn)輪轂分揀入位的生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)。分揀單元圖1-4分揀單元結構圖情景回顧圖1-5分揀單元本小節(jié)我們初步了解的分揀單元，知道了它的大致結構與它的工作流程。THANKS4.1.2

分揀工作站I/O信號配置與庫程序設計情景導入圖2-1工業(yè)機器人操作主界面圖2-2控制面板1、工業(yè)機器人分揀I/O信號配置ABB工業(yè)機器人提供了豐富的I/O通信接口，可以輕松的與周邊設備進行通信。ABB標準I/O板提供的常用信號處理有數(shù)字輸入di、數(shù)字輸出do、模擬輸入ai、模擬輸出ao，以及輸送鏈跟蹤。序號型號說明1DSQC

651分布式I/O模塊di8、do8、ao22DSQC

652分布式I/O模塊di16、do163DSQC

653分布式I/O模塊di8、do8帶繼電器4DSQC

355分布式I/O模塊ai4、ao45DSQC

377

表2-1

ABB工業(yè)機器人I/O通信接口輸送鏈跟蹤單元的說明1、工業(yè)機器人分揀I/O信號配置表2-2

DSQC

652板參數(shù)設置ABB標準I/O板都是放置在DeviceNet現(xiàn)場總線下的設備，通過X5端口與DeviceNet現(xiàn)場總線進行通信。本次輪轂分揀入位的操作使用的是DSQC652型I/O接口，所以本節(jié)主要講述DSQC652型I/O接口的具體信號配置圖2-3添加通信設備1、工業(yè)機器人分揀I/O信號配置圖2-4選擇DSQC

652

I/O設備圖2-5配置DSQC

652板1、工業(yè)機器人分揀I/O信號配置表2-4

ABB工業(yè)機器人I/O通信接口的說明配置DSQC

652板的I/O信號TypeSignal

NameAction

Status說明System

InputD652_in1Motor

On電機上電System

InputD652_in2Start

Main主程序運行（初始化）System

InputD652_in3Start程序啟動System

InputD652_in4Stop程序停止System

InputD652_in5Motor

Off電機下電System

outputD652_out9_redEmergency

Stop急停信號燈System

outputD652_out10_yellowMotor

On

State上電信號燈System

outputD652_out11_greenMotor

Off

State下電信號燈表2-3系統(tǒng)I/O配置系統(tǒng)I/O與I/O信號的關聯(lián)NameType

ofSignalAssigned

toUnitInvert

PhysicalValueUnitMapping說明D652_in1DigitalInputD652On0電機上電D652_in2DigitalInputD652On1程序復位并運行D652_in3DigitalInputD652On2程序停止D652_in4DigitalInputD652On3程序啟動D652_in5DigitalInputD652On4電機下電D652_out6DigitalOutputD652On5控制吸嘴吸氣D652_out9_redDigitalOutputD652Yes8控制工業(yè)機器人急停信號燈D652_out10_yellowDigitalOutputD652Yes9控制工業(yè)機器人電機下電信號燈D652_out11_greenDigitalOutputD652Yes10控制工業(yè)機器人電機上電信號燈2、庫程序設計圖2-6分揀程序設計知識回顧圖2-7

DSQC

652板塊配置經(jīng)過本小節(jié)的學習我們初步了解了工業(yè)機器人分揀I/O信號配置與它的庫程序設計，為后面的學習打下了良好的基礎。THANKS4.2.1

分揀工作站的工作過程情景導入圖2-1分揀工作站輪轂分揀工作站的工作過程輪轂分揀入位模塊由ABB六自由度串行關節(jié)工業(yè)機器人、伺服模組、PLC、遠程I/O模塊，以及真空壓力表、真空發(fā)生器等配件組成。其中，分揀刀位的選擇，一般根據(jù)輪轂編號大小選擇相應的分揀道口，由大到小或由小到大的順序選擇道口數(shù)。圖2-2輪轂分揀刀位工作流程圖輪轂分揀工作站的工作過程圖2-3工業(yè)機器人安全姿態(tài)圖2-4滑臺200mm的位置工業(yè)機器人保持安全姿態(tài)，滑臺平行移動到200mm的位置。輪轂分揀工作站的工作過程圖2-5傳送帶入口處圖2-6分揀一號道口處輪轂分揀工作站的工作過程圖2-7推出氣缸推出圖2-8推出氣缸推出輪轂分揀工作站的工作過程圖2-9定位氣缸推出圖2-10定位氣缸復位知識回顧圖2-11輪轂分揀入庫本小節(jié)我們學習了輪轂分揀工作站的工作過程：將輪轂放置在傳送帶入口傳感器檢測處，傳送帶

開始轉(zhuǎn)動，分揀道口1擋料氣缸降下，輪轂運動至道口1時推出氣缸推出，將輪轂推入道口，再由定位氣缸將輪轂固定在道口最深處。THANKS4.3.1

數(shù)字信號與組信號的配置情境導入圖2-1數(shù)字信號添加圖2-2數(shù)字信號配置1、建數(shù)字輸入信號DI

1表2-1數(shù)字輸入信號DI1參數(shù)設置圖2-3數(shù)字輸入信號DI1參數(shù)設置創(chuàng)建數(shù)字輸入信號DI1，其具體參數(shù)設置如表2-1所示圖2-4數(shù)字輸入信號DI1參數(shù)設置具體操作過程如圖2-3、2-4所示參數(shù)名稱設定值說明NameDI1設定數(shù)字輸入信號的名稱Type

of

SignalDigital

Input設定輸入信號的類型Assigned

to

Deviced652

652

24

VDCI/O

Device設定輸入信號所在的I/O模塊Device

Mapping1設定輸入信號所占用的地址Invert

PhysicalValueNO如果對信號取反，則選Yes2、創(chuàng)建數(shù)字輸出信號DO

1表2-2 數(shù)字輸入信號DO1參數(shù)設置圖2-5創(chuàng)建DO1信號創(chuàng)建數(shù)字輸入信號DO1，其具體參數(shù)設置如表2-2所示其具體操作過程如圖2-5所示參數(shù)名稱設定值說明NameDO1設定數(shù)字輸出信號的名字Type

of

SignalDigital

Output設定信號的類型Assigned

to

Deviced652

DSQC

652

24

VDC

I/ODevice設定信號所在的I/O模塊Device

Mapping1設定信號所占用的地址Invert

Physical

ValueNO如果想將信號取反，可選Yes3、創(chuàng)建組輸入信號GI

1創(chuàng)建組輸入信號GO1，其相關參數(shù)設置如表2-3所示。表2-3 輸出信號GO1參數(shù)設置圖2-6創(chuàng)建GO1信號參數(shù)名稱設定值說明NameGI1設定組輸入信號的名稱Type

of

SignalGroup

Input設定組輸入信號的類型Assigned

to

Deviced652

DSQC

652

24

VDCI/O

Device設定組輸入信號所在的I/O模塊Device

Mapping1、2、4-3設定組輸入信號所占用的地址Invert

Physical

ValueNO如果對信號取反，則選Yes知識回顧圖2-7創(chuàng)建DO1信號本小節(jié)我們學習了數(shù)字信號與組信號的配置,知道了如何創(chuàng)建數(shù)組輸入信號DI1、數(shù)字輸出信號DO1、創(chuàng)建組

輸入信號GI1。THANKS4.3.2

外部關聯(lián)I/O信號與系統(tǒng)變量情景導入圖2-1

SystemInput參數(shù)設置外部關聯(lián)I/O信號與系統(tǒng)變量表2-1關聯(lián)外部I/O信號與系統(tǒng)變量的參數(shù)設置外部I/O信號與系統(tǒng)變量的關聯(lián)，以輸入信號為例進行講解，將IN1信號關聯(lián)到“Motoron”，其相關參數(shù)設置如表4-13所示。參數(shù)名稱設定值說明Signal

NameIN1設定輸入信號的名稱ActionMotor

on設定輸入信號IN1有效時的動作外部關聯(lián)I/O信號與系統(tǒng)變量圖2-2

IN1與系統(tǒng)變量的關聯(lián)執(zhí)行“ABB主菜單”→“控制面板”→“配置”→“I/O

System”→“System

Input”→“添加”命令，在彈出的界面內(nèi)通過雙擊相關參數(shù)來修改設置，如圖4-13（a）所示外部關聯(lián)I/O信號與系統(tǒng)變量圖2-3進入配置系統(tǒng)參數(shù)圖2-4進入SystemInput知識回顧圖2-5外部關聯(lián)I/O信號與系統(tǒng)變量本小節(jié)我們學習了外部I/O信號與系統(tǒng)變量的關聯(lián)，知道了如何將IN1信號關聯(lián)到“Motor

on”。THANKS4.3.3

待機位置或干涉區(qū)設置情景導入此功能是非常必要的，基本原理是通過判斷機器人當前位置是否在某些提前設定好的區(qū)域，將此種狀態(tài)作為一個強制輸出，防止碰撞。圖2-1待機位置或干涉區(qū)設置待機位置或干涉區(qū)設置圖2-2單擊控制面板圖2-3單擊配置其設置待機位置輸出端為只讀模式的具體操作過程入如下：待機位置或干涉區(qū)設置圖2-4單擊Signal圖2-5單擊添加待機位置或干涉區(qū)設置待機位置的輸出端必須設置成只讀模式（ReadOnly），大地坐標系

監(jiān)控的是當前TCP的坐標值。其設置待機位置輸出端為只讀模式。圖2-6單擊“Event

Routine”選項圖2-7設置“Event

Routine”參數(shù)值參數(shù)名稱設定值說明NameGO1設定組輸出信號的名稱Type

of

SignalGroup

Output設定組輸入信號的類型Assigned

to

Deviced652

DSQC

652

24

VDC

I/ODevice設定組輸入信號所在的I/O模塊Device

Mapping1、2、4-3設定組輸入信號所占用的地址Invert

Physical

Va表lue2-1輸出信號GONO1參數(shù)設置如果對信號取反，則選Yes待機位置或干涉區(qū)設置圖2-8設置Access

Level圖2-9建立POWER_UP程序知識回顧圖2-10

GO1信號配置完成本小節(jié)我們學習了待機位置或干涉區(qū)設置，GO1、OUT1信號的配置到“Event

Routine”

參數(shù)值的設置，設置完畢后使得工業(yè)機器人每次開機后都會調(diào)用一次POWER_UP程序，告訴

工業(yè)機器人干涉區(qū)或工業(yè)機器人的待機位置，如果在設定范圍內(nèi)，便會輸出。THANKS4.3.4

程序及I/O配置文件的導出與導入情景導入圖2-1系統(tǒng)的備份圖2-2程序的導入大家在平常的操作中，肯定少不了程序或者文件配置的導入及導出，今天我們就來具體學習下程序及I/O配置文件的導出與導入。1、程序的導出與導入圖2-3程序編輯設置程序文件可以導出到USB設備，應注意的是，路徑中不能包含中文。具體操作過程如下。1、程序的導出與導入圖2-4編寫程序圖2-5程序?qū)?導出1、程序的導出與導入圖2-6選擇程序另存為路徑選擇“加載程序”選項即可導入程序，單擊

“另存程序為”選項即可導出程序。單擊“另存程序為”按鈕即可導出新建程序，如圖2-6所示。單擊

，可以修改程序的導出路徑。設置完成后單擊“確定”按鈕，即可完成程序的導出。1、程序的導出與導入圖2-7插入U盤1、程序的導出與導入圖2-9程序?qū)С鼋Y果圖2-8選擇程序?qū)С雎窂酱蜷_

NewProgramName文件夾下有兩個文件，如圖2-8所示。其中，

MainModule文件保存的是創(chuàng)建的程序，屬于一個模塊文件I/O配置文件的導出與導入圖2-10“控制面板”界面圖2-11

I/O配置文件導入/導出選擇I/O配置