智能生产线数字化规划与仿真-PDPS工程应用技术基础 课件 项目6 智能生产线工艺过程信号交互

智能生产线数字化规划与仿真—PDPS工程基础及应用项目6智能生产线工艺过程信号交互智能制造生产线中的生产设备能够获取信息、处理信息和输出信息，是智能制造对制造装备的基本要求。在生产工艺流程运转中，生产设备什么情况下动作、如何动作、动作的情况如何都需要信息的传递和处理。在PS软件中对生产线设备资源进行智能组件定义之后，生产线中的所有生产设备能够在信号交互中协同工作以完成生产工艺流程，从而实现了生产线的智能化控制。了解智能生产线设备信号交互过程。掌握智能组件的定义和使用方法。掌握智能组件之间如何交互协同工作。【项目引入】【学习目标】【教学重点】研判新闻价值，设计并实施采访。【教学难点】掌握采访提问方法。【教学方式】分组讨论；小组代表发言；分组实践。任务6.1生产线设备智能组件的定义任务6.2机器人交互信号协同任务6.3PLC模块交互信号协同6.1.1旋转料仓的智能组件定义6.1.2机器人夹爪的智能组件定义6.2.1机器人交互信号创建6.2.2机器人与智能组件的协同6.3.1PLC模块的创建与编程6.3.2PLC与智能组件的协同任务6.1

生产线设备智能组件的定义6.1.1旋转料仓的智能组件定义1.智能组件自动定义单击选中ObjectTree窗口中的Resource节点下的旋转料仓节点roundstock，选择软件主界面Modeling菜单→Scope栏→SetModeling命令使其进入编辑状态，然后选择软件主界面Control菜单→Resource栏→CreateLBPoseActionandSensors命令，在弹出的AutomaticPoseAction/Sensors对话框中单击复选旋转料仓节的所有姿态，最后单击对话框的OK按钮即可初步完成旋转料仓的智能组件定义。2.智能组件外部互连信号设定单击ResourceLogicBehaviorEditor对话框中的Entries选项卡，在输入信号变量列表中分别单击选中每个输入信号变量，再单击工具栏中的CreateSignal按钮选择Output类型，为每个输入信号变量创建与之互连的外部总控PLC输出信号。（1）智能组件输入信号变量外部互连2.智能组件外部互连信号设定单击ResourceLogicBehaviorEditor对话框中的Exits选项卡，在输出信号变量列表中分别单击选中每个输出信号变量，再单击工具栏中的CreateSignal按钮选择Input类型，为每个输出信号变量创建与之互连的外部总控PLC输入信号。（2）智能组件输出信号变量外部互连2.智能组件外部互连信号设定旋转料仓智能组件外部互连信号设定完毕后，即可单击ResourceLogicBehaviorEditor对话框的OK按钮结束其智能组件设定。最后在ObjectTree窗口或GraphicViewer窗口中单击选中旋转料仓roundstock，选择软件主界面Modeling菜单→Scope栏→EndModeling命令以结束旋转料仓roundstock的编辑。

3.智能组件仿真验证为方便验证智能组件的工作情况，可以暂时将SortStation复合工艺操作的启动信号条件修改为0，使得生产线所有工艺操作暂时都无法启动运行。

3.智能组件仿真验证在SignalViewer窗口中选择所有与旋转料仓互连的输入输出信号，将它们加入到SimulationPanel窗口中，然后在SequenceEditor窗口中启动仿真。

3.智能组件仿真验证如图所示，在SimulationPanel窗口中，当某一个输出类型的旋转料仓控制信号强制置1后，即可在GraphicViewer窗口中观察到旋转料仓的动作；当旋转料仓到达指定姿态时，对应的输入类型的旋转料仓状态信号会立即置1。6.1.2机器人夹爪的智能组件定义6.1.2机器人夹爪的智能组件定义单击选中ObjectTree窗口中的Resource节点下的夹爪gripper1，选择软件主界面Modeling菜单→Scope栏→SetModeling命令使其进入编辑状态，然后选择软件主界面Control菜单→Resource栏→AddLogictoResource命令弹出ResourceLogicBehaviorEditor对话框，由用户自行设定。1.输入信号设置1）在ResourceLogicBehaviorEditor对话框的Entries选项卡中，单击工具栏中的Add按钮选择BOOL选项，在输入信号变量列表内新增两个信号变量，并将它们分别重命名为To_Close和To_Open。1.输入信号设置2）在输入信号列表内分别单击选中每个信号变量，然后单击工具栏中的CreateSignal按钮选择Output类型，为每个信号变量创建与之互连的外部总控PLC输出信号。2.参数变量设置1）创建关节值传感器变量。在ResourceLogicBehaviorEditor对话框的Parameters选项卡中，单击工具栏中的Add按钮选择JointValueSensor选项，在参数变量列表内新增关节值传感器变量，并将该关节值传感器变量重命名为jvs_Close。（1）关节值传感器设定2.参数变量设置（1）关节值传感器设定2）定义关节值传感器类型。如图所示，在Definition选项区的SensorType选项组中单击Pose单选按钮并选择CLOSE姿态。2.参数变量设置（1）关节值传感器设定3）定义关节值传感器检测方式。如图所示，在Definition选项区的Type选项组中选择Range类型检测方式，对应SensorTolerance选项组中误差范围的From值和To值分别设为-0.2和+0.2。同理，新增并设定关节值传感器变量jvs_Open用于检测夹爪是否处于OPEN姿态。2.参数变量设置单击工具栏中的Add按钮选择BOOL类型，在参数变量列表内新增两个设备动作辅助变量用于设备动作使能，分别将它们重命名为Keep_Close和Keep_Open。（2）设备动作辅助变量设定2.参数变量设置（2）设备动作辅助变量设定在参数变量列表内分别单击选中Keep_Close和Keep_Open参数变量，然后在其所对应的ValueExpression文本框中，分别键入SR（To_Close，jvs_Close）和SR（To_Open，jvs_Open）。3.设备动作变量设置其中Grip和Release动作变量仅适用于被定义为Gripper的设备。各种动作类型的变量均为使能该动作的布尔型变量，有效值为1，如果为0时则立即停止当前动作。在ResourceLogicBehaviorEditor对话框的Actions选项卡中，单击工具栏中的Add按钮，需要选择合适的动作类型以创建设备动作变量。3.设备动作变量设置（1）MoveToPose动作变量设置1）单击工具栏中的Add按钮选择MoveToPose类型，分别创建两个设备动作变量mtp_Close和mtp_Open，然后在动作变量列表对应的ApplyTo栏中分别选择该设备动作对应的目标姿态CLOSE和OPEN。3.设备动作变量设置（1）MoveToPose动作变量设置2）在设备动作变量mtp_Close和mtp_Open所对应的ValueExpression文本框中，分别键入Keep_CloseANDNOTKeep_Open和Keep_OpenANDNOTKeep_Close。3.设备动作变量设置（2）Grip和Release动作变量设置1）单击工具栏中的Add按钮，分别选择Grip和Release类型以新增设备动作变量grip_action1和release_action1，然后在动作变量列表对应的ApplyTo栏中均选择夹爪gripper1中所包含的toolref即夹爪的TCP参考Frame。3.设备动作变量设置（2）Grip和Release动作变量设置2）在设备动作变量grip_action1和release_action1所对应的ValueExpression文本框中，分别输入RE(jvs_Close)和RE(jvs_Open)。4.输出信号设置1）在ResourceLogicBehaviorEditor对话框的Exits选项卡中，单击工具栏中的Add按钮选择BOOL选项，在输出信号变量列表内新增两个信号变量，并将它们分别重命名为At_Close和At_Open。4.输出信号设置2）在输出信号变量列表内分别单击选中每个信号变量，然后单击工具栏中的CreateSignal按钮选择Input类型，为每个信号变量创建与之互连的外部总控PLC输入信号。4.输出信号设置3）在输出信号变量At_Close和At_Open所对应的ValueExpression文本框中，分别键入jvs_Close和jvs_Open。5.仿真验证单击ResourceLogicBehaviorEditor对话框的OK按钮结束夹爪gripper1的智能组件定义。在SignalViewer窗口中选择所有与夹爪gripper1互连的输入输出信号，将它们加入到SimulationPanel窗口中。5.仿真验证在所有工艺操作不启动运行的情况下在SequenceEditor窗口中启动仿真。在SimulationPanel窗口中强制gripper1_To_Close或gripper1_To_Open信号为1后，当夹爪gripper1到达指定姿态时，对应的状态信号会置1。5.仿真验证考虑到夹爪gripper1在夹取芯柱partc时还需要使用CLOSE2这个姿态，类似于OPEN或CLOSE姿态动作的实现，在智能组件的定义中新增并设定输入信号变量To_Close2、输出信号变量At_Close2，参数变量jvs_Close2、Keep_Close2，以及动作变量mtp_Close2等，以实现CLOSE2姿态动作。5.仿真验证至此，夹爪的智能组件定义设定成功，单击ResourceLogicBehaviorEditor对话框的OK按钮结束夹爪智能组件设定。最后在ObjectTree窗口或GraphicViewer窗口中单击选中夹爪gripper1，选择软件主界面Modeling菜单→Scope栏→EndModeling命令以结束夹爪gripper1的编辑。任务6.2

机器人交互信号协同6.2.1机器人交互信号创建1.创建PLC输入信号与机器人输出信号互连在GraphicViewer中或ObjectTree窗口中单击选中机器人robot1，然后选择软件主界面Control菜单→Robot栏→RobotSignals命令以弹出RobotSignals对话框。1.创建PLC输入信号与机器人输出信号互连单击RobotSignals对话框工具栏上的NewInputSignal按钮以弹出InputSignal对话框。在InputSignal对话框的PLCSignalName文本框中键入robot1_gripper1_to_CLOSE,RobotSignalName文本框中键入gripper1_to_CLOSE，然后单击其OK按钮完成信号创建。2.创建PLC输出信号与机器人输入信号互连单击RobotSignals对话框工具栏上的NewOutputSignal按钮以弹出OutputSignal对话框，在OutputSignal对话框的PLCSignalName文本框中键入robot1_gripper1_at_CLOSE,RobotSignalName文本框中键入gripper1_at_CLOSE，然后单击其OK按钮完成信号创建。2.创建PLC输出信号与机器人输入信号互连同理，创建机器人robot1控制夹爪gripper1到达OPEN、CLOSE2姿态，以及控制旋转料仓到达SORT、INSTALL、SPRAY、HOME姿态所需的相关交互信号。3.创建机器人默认信号与PLC互连PS软件提供了机器人控制器默认交互信号，单击RobotSignals对话框工具栏上的CreateDefaultSignals按钮即可生成这些默认交互信号。创建完机器人所有交互信号后即可单击RobotSignals对话框OK按钮关闭该对话框。6.2.2机器人与智能组件的协同1.加载机器人工艺操作单击选中OperationTree窗口中SortStation节点下的机器人工艺操作carry_parta，再单击PathEditor窗口工具栏上的AddOperationstoEditor按钮将其添加到PathEditor窗口中。2.机器人OLP同步命令信号交互在PathEditor窗口中单击carry_parta操作下pick路径点的OLPCommands参数栏，在弹出的default-pick对话框中首先单击ClearAll按钮，将原有的OLP指令清除，然后单击Add按钮，选择StandardCommands->Synchronization->SetSignal指令。在弹出的SetSignal对话框中，SignalName下拉列表内选择gripper1_to_CLOSE信号，Expression文本框内键入1以置位信号，然后单击OK按钮完成SetSignal指令的添加。（1）机器人发出请求信号2.机器人OLP同步命令信号交互继续单击default-pick对话框的Add按钮，选择StandardCommands->Synchronization->WaitSignal指令。在弹出的WaitSignal对话框中，SignalName下拉列表内选择gripper1_at_CLOSE信号，Value微调文本框内键入1以等待信号置位，然后单击OK按钮完成WaitSignal指令的添加。（2）机器人等待响应信号2.机器人OLP同步命令信号交互夹爪运动到CLOSE姿态后，机器人还需要使用SetSignal指令将gripper1_to_CLOSE信号清0，最终完成机器人到达pick路径点时执行夹取动作的整个信号交互过程。（3）机器人撤销请求信号2.机器人OLP同步命令信号交互类似的，将place路径点原有的OLP指令更改为信号交互控制，注意保留绑定parta到stock的指令。2.机器人OLP同步命令信号交互同理，机器人路径点OLP栏中对旋转料仓的驱动指令也可以改为信号交互控制。任务6.3

PLC模块交互信号协同6.3.1PLC模块的创建与编程1.创建PLC模块1）单击软件主界面右侧的ModuleViewer选项卡以打开隐藏的ModuleViewer窗口，ModuleViewer窗口中自带空的PLC程序模块Main。1.创建PLC模块2）单击ModuleViewer窗口工具栏中的NewModuleObject按钮以新建PLC程序模块，在ModuleViewer窗口的ModulesInventory目录列表中可以看到新建的Module模块，将其重命名为gripper1。2.PLC模块信号交互编程双击ModuleViewer窗口ModulesInventory目录列表中的gripper1模块，在弹出ModuleEditor对话框后，继续单击ModuleEditor对话框工具栏上的NewEntry按钮，然后在弹出的对话框中新建PLC程序语句。2.PLC模块信号交互编程在ResultSignal输入栏键入Output信号gripper1_To_Close，在其下方的文本框内键入Input信号robot1_gripper1_to_CLOSE作为表达式，编写完毕后单击OK按钮即可完成PLC程序语句的添加。（1）控制信号交互编程2.PLC模块信号交互