胥宗祥　謝帥　鄧巖

摘 要：本設(shè)計(jì)是根據(jù)機(jī)器人系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)的之間的邏輯控制為準(zhǔn)則，對(duì)兩者之間信號(hào)的編碼組合，然后提出汽車焊接系統(tǒng)集成行業(yè)自動(dòng)程序標(biāo)準(zhǔn)化的方案，能夠使用戶程序做到可移植性，易讀性，準(zhǔn)確追蹤故障點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：PLC；機(jī)器人；標(biāo)準(zhǔn)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.177

1 引言

隨著工業(yè)技術(shù)發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線已成為當(dāng)前智能化裝備的主流及發(fā)展方向。機(jī)器人多用在自動(dòng)工位上， 由外圍設(shè)備控制用戶程序啟動(dòng)和運(yùn)行， 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，提高了工廠的生產(chǎn)效率，降低損耗、實(shí)現(xiàn)效益擴(kuò)大化。本文主要介紹著FANUC系統(tǒng)機(jī)器人由三菱PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化控制方案。

2 控制系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由機(jī)器人系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)組成，采用CC-Link分散型I/O控制方案，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。PLC完成機(jī)器人的用戶程序控制和現(xiàn)場總線信號(hào)采集，HMI完成顯示信號(hào)狀態(tài)、報(bào)警、控制管理等功能[1] 。

2.2 系統(tǒng)工作原理

本系統(tǒng)是基于CC-Link現(xiàn)場總線的工業(yè)過程控制局域網(wǎng)，PLC對(duì)機(jī)器人的控制屬于自動(dòng)控制，通過PLC實(shí)現(xiàn)不同條件時(shí)對(duì)機(jī)器人不同用戶程序的調(diào)用與控制，實(shí)現(xiàn)同一臺(tái)機(jī)器人完成不同工作的柔性化控制。同時(shí)機(jī)器人程序運(yùn)行過程中，PLC對(duì)機(jī)器人的特定段進(jìn)行分段控制，對(duì)進(jìn)入特定運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行信號(hào)互鎖與禁止保護(hù)，同時(shí)PLC處理采集機(jī)器人和外圍設(shè)備信號(hào)反映到人機(jī)交互界面，供現(xiàn)場操作人員判斷機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)和故障處理[2] 。

3 標(biāo)準(zhǔn)化程序設(shè)計(jì)

3.1 標(biāo)準(zhǔn)化程序概念

在自動(dòng)化系統(tǒng)集成行業(yè)中，標(biāo)準(zhǔn)化程序就是規(guī)范用戶程序結(jié)構(gòu)和邏輯，能夠使用戶程序結(jié)構(gòu)清晰、簡明易懂、縮短維護(hù)周期、可移植性提高，減少故障等。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)編碼

首先我們對(duì)PLC與機(jī)器人（Robot在表中簡稱R）之間信號(hào)進(jìn)行處理[3]，對(duì)工裝夾具的車型及機(jī)器人的每個(gè)程序，每條路徑做一些編碼。如表格1所示。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)化程序工作流程設(shè)計(jì)

在一個(gè)機(jī)器人和周圍工裝夾具的工作站的焊接過程中，分為兩步：一是任務(wù)開始驗(yàn)證，在一個(gè)周期內(nèi)每次程序運(yùn)行，PLC都會(huì)對(duì)機(jī)器人的準(zhǔn)備位做出判斷，如果不在準(zhǔn)備位，就會(huì)調(diào)用回到準(zhǔn)備位的程序，讓機(jī)器人回到準(zhǔn)備位，這時(shí)準(zhǔn)備位的驗(yàn)證任務(wù)關(guān)閉。二是任務(wù)開始，機(jī)器人給PLC發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求繼續(xù)（Request to Continue）的信號(hào)，然后PLC回饋機(jī)器人請(qǐng)求繼續(xù)完成（Continue OK）的信號(hào)，這樣就可以調(diào)用焊接程序，焊接程序的調(diào)用要根據(jù)每個(gè)工裝夾具的車型號(hào)不同來調(diào)用。焊接完成之后，機(jī)器人回到原點(diǎn)，PLC會(huì)對(duì)當(dāng)前工位的一些信號(hào)關(guān)閉，再關(guān)閉所有的信號(hào)，然后等待下一個(gè)開始工作的脈沖信號(hào)到來。如圖2所示，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)周期所有的信號(hào)處理和程序調(diào)用規(guī)則流程。

3.4 驗(yàn)證結(jié)果

本方案的設(shè)計(jì)已經(jīng)在江蘇北人機(jī)器人系統(tǒng)股份有限公司的部分項(xiàng)目上得到驗(yàn)證，在穩(wěn)定性，可移植性，故障排除效率上得到現(xiàn)場維護(hù)工程師的首肯，在后期項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)上將逐步應(yīng)用這套方案，并加以細(xì)節(jié)完善。

4 結(jié)束語

總的來說，首先要理順控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其原理，然后參照一些機(jī)器人系統(tǒng)的信號(hào)處理規(guī)則，提出PLC對(duì)機(jī)器人控制的一些標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)兩者之間的控制信號(hào)進(jìn)行編碼，設(shè)計(jì)出一個(gè)周期的工作流程圖，使用戶程序的邏輯順序更清晰。并可以使項(xiàng)目可移植性，減少企業(yè)成本和維護(hù)周期。

參考文獻(xiàn)：

[1]張正兵，李曉娜.機(jī)器人在焊接中的應(yīng)用[J].電焊機(jī)，2008（06）：44-47.

[2]楊秀文.自動(dòng)化生產(chǎn)線中CC-Link總線技術(shù)及工業(yè)機(jī)器人通訊[J].機(jī)器人技術(shù)，2014（04）.

[3]FANUC工業(yè)機(jī)器人編程手冊(cè)[K].

作者簡介：胥宗祥（1991-），男，河南周口人，碩士研究生，研究方向：自動(dòng)化電控系統(tǒng)。