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        自動(dòng)生產(chǎn)線交互信號(hào)分析與應(yīng)用

        2019-07-26 01:30:06張峰劉義強(qiáng)
        商品與質(zhì)量 2019年15期
        關(guān)鍵詞:裝料夾具桁架

        張峰 劉義強(qiáng)

        通用技術(shù)集團(tuán)大連機(jī)床有限責(zé)任公司 遼寧大連 116063

        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)線已成為自動(dòng)化集成裝備的主流及發(fā)展方向。根據(jù)生產(chǎn)線的布局的不同,直線型布局的可以用桁架機(jī)器人作為生產(chǎn)線的裝料與卸料機(jī)構(gòu);星型布局的加工單元可以用關(guān)節(jié)機(jī)器人作為生產(chǎn)線的裝料與卸料機(jī)構(gòu)。無(wú)論是哪種規(guī)模的生產(chǎn)線,設(shè)備之間的通訊方式和信號(hào)的交互是不可缺少的。

        1 數(shù)控機(jī)床常用通訊方式

        為了更好的協(xié)調(diào)桁架機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的工作,就需要建立機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床之間安全可靠的通訊機(jī)制[1]。常見(jiàn)的有modbus通訊協(xié)議、RS-232通訊協(xié)議、RS-485通訊協(xié)議、HART通訊協(xié)議等等。

        在實(shí)際應(yīng)用時(shí)我們的控制網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用概括地說(shuō)就是兩條線,一條以 profibus 總線和工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)以及 as-i 接口組成的第一條線 ;另一條以 PPI、MPI 和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口為控制網(wǎng)絡(luò)的另一條線,是專用的通訊網(wǎng)絡(luò)控制[2]。在選擇將要使用的控制網(wǎng)絡(luò)時(shí),要了解自身需要網(wǎng)絡(luò)的具體類型,對(duì)于通訊網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率,傳輸距離和傳輸容量方面有要求的應(yīng)該著重選擇我們整理出來(lái)的第一條線,其中包括 profibus 總線和工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)以及 as-i 接口,這三種選擇在通訊網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率,傳輸距離和傳輸容量三個(gè)方面更加優(yōu)秀,而且功能豐富,但是有利也有弊,這三個(gè)選擇需要使用者添加一些軟硬件設(shè)備,成本略高。而第二條線中的三個(gè)選擇包括的 PPI、MPI 和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口中,其資金投入相對(duì)于第一條線成本略低,但性能較之遜色不少,而且操作性不高[3]。

        2 交互信號(hào)分析

        在整條生產(chǎn)線的運(yùn)行過(guò)程中,數(shù)控機(jī)床與桁架機(jī)器人的狀態(tài)是動(dòng)態(tài)變化的,需要通過(guò)采集狀態(tài)信息,無(wú)論才有哪種通訊方式,狀態(tài)采集的交互信號(hào)歸結(jié)為如圖1所示:

        圖1 生產(chǎn)線交互信號(hào)

        根據(jù)圖1生產(chǎn)線交互信號(hào),確定信號(hào)動(dòng)作的時(shí)序:①生產(chǎn)線所有設(shè)備開機(jī)聯(lián)機(jī)動(dòng)作前準(zhǔn)備;②準(zhǔn)備完成后,切換到聯(lián)機(jī)模式;③數(shù)控機(jī)床上料向機(jī)器人發(fā)出上料請(qǐng)求信號(hào);④機(jī)器人獲得上料請(qǐng)求信號(hào);⑤機(jī)械手到達(dá)夾具位置后指令數(shù)控機(jī)床夾具夾緊;⑥數(shù)控機(jī)床夾具夾緊完成后通知機(jī)械手可以離開;⑦機(jī)器人離開數(shù)控機(jī)床內(nèi)部,通知數(shù)控機(jī)床上料完成,數(shù)控機(jī)床開始循環(huán)啟動(dòng);⑧機(jī)床自動(dòng)加工,加工完成后,再次發(fā)出上料。

        3 數(shù)控機(jī)床PMC控制

        根據(jù)數(shù)控機(jī)床PMC控制邏輯,和信號(hào)動(dòng)作時(shí)序的分析,確定桁架機(jī)器人的控制邏輯,如圖2所示:

        圖2

        從圖2中可以看到,R0000.1與 R0000.3 為數(shù)控機(jī)床呼叫卸料與裝料,觸發(fā)用戶程序接口信號(hào)G0054.0與G0054.1;R0002.0與 R0002.1為數(shù)控機(jī)床告知夾具松開和夾緊完成,R0000.2與R0000.4為機(jī)器人告知機(jī)床卸料和裝料完成,通過(guò)M13,M12觸發(fā),R0000.5與 R0000.7為機(jī)器人告知機(jī)床夾具松開和夾緊,通過(guò)M11,M10觸發(fā)。

        4 桁架機(jī)器人動(dòng)作程序

        根據(jù)自動(dòng)裝卸料的動(dòng)作要求,桁架機(jī)器人的動(dòng)作NC程序可以按以下步驟編寫:①判斷裝卸請(qǐng)求,卸料請(qǐng)求跳轉(zhuǎn)到②,裝料請(qǐng)求跳轉(zhuǎn)到③;②執(zhí)行機(jī)器人移動(dòng)到數(shù)控機(jī)床夾具位置,指令機(jī)床松開工件,機(jī)器人夾緊工件,完成,跳轉(zhuǎn)至①;③執(zhí)行機(jī)器人移動(dòng)到毛坯工件位置,指令機(jī)械手夾緊工件,移動(dòng)到數(shù)控機(jī)床夾具位置,指令機(jī)床夾緊工件,機(jī)器人松開工件,機(jī)器人移動(dòng)到安全位置,裝料動(dòng)作完成,跳轉(zhuǎn)至①。

        5 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)調(diào)試發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)控制的生產(chǎn)線,證明了邏輯程序和NC程序編制的正確性。其中提高數(shù)控機(jī)床與外圍設(shè)備的通訊速度與穩(wěn)定性,也必將成為未來(lái)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)線技術(shù)的發(fā)展方向。

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