《智能制造系统》课件-项目六 装配工作站的认识与操作

智能制造系统项目六

装配工作站的认识与操作目录contents项目描述一二认识装配工作站认识装配工作站的控制系统三四装配工作站机器人的操作运行一项目描述装配工作站的主要功能是通过ABB工业机器人及机械手完成工件组装、上罩、不合格底座的处理等工作。装配工作站的主体结构组成包括工业机器人、供罩单元、供座单元等。一项目描述装配工作站的工作流程：工业机器人将从前一站输送来的工件装于底座上，从供罩单元出库位取罩并给工件上罩。如果底座加工不合格，则先将底座取出丢弃，再从供座单元推出备用底座进行工件装配。装配完成后，由传输线输送至立体仓库单元进行成品入库。

二认识装配工作站【任务目标】1．了解装配工作站的构成。2．了解装配工作站的主要部件。3．了解装配工作站的工作原理。二认识装配工作站1．供罩单元供罩单元由外罩库、外罩取料机构及中转库位等组成。【任务相关知识】二认识装配工作站（1）外罩取料机构包括气动夹爪、滚珠丝杠、伸缩气缸、伺服电机、电容式接近开关等。2个伺服电机及滚珠丝杠用于控制气动夹爪在水平及垂直方向上精确移动，伸缩气缸可带动夹爪伸入库内取外罩，电容式接近开关用于气动夹爪的原点位置检测。【任务相关知识】二认识装配工作站（2）伺服电机及伺服放大器伺服电机：三菱交流伺服电机，型号HF-MP，具有低惯量，小容量的特点，额定输出功率1.5KW，额定转速2000转/分钟，带电磁制动器，并配有262144（218）脉冲/转脉冲编码器。【任务相关知识】二认识装配工作站（2）伺服电机及伺服放大器伺服放大器：型号MR-J3-B，可通过高速同步网络与伺服系统控制器连接，并通过直接读取定位数据进行操作。利用指令模块的数据执行伺服电机的转速/方向控制和高精度定位。【任务相关知识】二认识装配工作站（3）外罩库外罩库用于存放安装用的外罩，为3行4列共12库位，每行均设置一个超声传感器，用于检测此行有无外罩。

【任务相关知识】取料机构周转库位外罩库超声波传感器周转库位：取料机构从外罩库位取出外罩，送至周转库位，便于机器人进行外罩装配。周转库位二认识装配工作站【任务相关知识】外罩取料机构：包括气动夹爪、丝杠、伺服电机、电容式接近开关等。丝杠夹爪伺服电机接近开关二认识装配工作站【任务相关知识】（3）外罩库二认识装配工作站（4）超声波传感器超声波传感器用于确定外罩库每行左起第一个外罩所在位置，选用欧赛龙200F30TR-2VM超声波测距模块。根据超声传感器模块输出的电压信号大小，将外罩到传感器的距离划分成一定范围，分别对应每行位置1、2、3、4，即外罩库位1~12库位。【任务相关知识】型号：IRB120工作特性：具有敏捷、紧凑、轻量的特点，控制精度与路径精度俱优，是物料搬运与装配应用的理想选择。作用：实现装配、上罩工作。【任务相关知识】二认识装配工作站2．工业机器人由料仓、气缸、中转库位，以及用于料位及出库位检测的光纤传感器等组成。【任务相关知识】二认识装配工作站3．供座单元

料仓出料位周转库位气缸光纤传感器二认识装配工作站【任务实施】先将传输单元的各设备调试到位，再对整体进行联调，实现对整个工作站的控制，具体如下：二认识装配工作站【任务实施】二认识装配工作站【任务实施】二认识装配工作站【任务实施】二认识装配工作站【任务实施】二认识装配工作站【任务实施】二认识装配工作站【任务实施】二认识装配工作站【任务实施】二认识装配工作站【任务实施】二认识装配工作站【任务实施】如需运行机器人，则开机顺序是：电控柜总控开关→电控柜面板钥匙开关→电控面板电源开关→复位开关→启动开关→机器人控制器电源开关→钥匙开关切换到自动运行→机器人电机上电，关闭时要先关闭机器人，再按停止装配工作站进行操作。二认识装配工作站【任务小结】本任务主要介绍了装配工作站构成、主要部件及功能，装配工作站的运行与操作。通过学习和实操，了解装配工作站基本构成和工作原理，掌握装配工作站的启停，上位机软件手动调试和自动运行。【练习】1．简述装配单元的工作过程。2．简述输送单元的基本组成。3．外罩库的超声传感器及供座单元的光纤传感器的作用分别是什么？

三认识装配工作站的控制系统

【任务目标】1．了解装配工作站中远程I/O分配及配置。2．了解装配工作站中PLC的工作流程及程序设计。3．了解装配站工业机器人程序的编写与调试。四装配工作站机器人的操作运行【任务相关知识】1．控制系统的构成装配工作站的网络结构：总控通过以太网与PLC、触摸屏相连，经RS485总线与多功能仪表相连。PLC通过I/O模块与外罩库、外罩取料单元、供座单元、机器人控制器及启动、停止、复位操作按键、伺服定位模块及状态指示灯相连。伺服定位模块经光纤与伺服放大器通讯。四装配工作站机器人的操作运行【任务相关知识】1．控制系统的构成

装配工作站控制柜内部以Q系列PLC模块为主体，包括电源模块、CPU模块、通信模块、输入输出模块等。四装配工作站机器人的操作运行【任务相关知识】2．外罩取料机构伺服控制

外罩取料机构伺服驱动包括水平伺服驱动和垂直伺服驱动，两者电源电源基本一致。图示为水平伺服电源电路，其中220V电源连接至伺服放大器MR-J3-20B，输出U、V、W、PE相接至水平伺服电机HF-KP23。四装配工作站机器人的操作运行【任务相关知识】2．外罩取料机构伺服控制伺服定位模块接收PLC控制信号及限位开关、电容接近开关信号，经伺服放大器对水平、垂直伺服电机进行控制。定位模块QD75MH2能以指定速度移动工件或工具等，并把它精确地停在目标位置。四装配工作站机器人的操作运行【任务相关知识】3.模拟量输入模块外罩库位检测的超声波测距传感器200F30TR-2VM输出信号为模拟信号，需通过模拟量输入模块方能送至PLC。装配工作站所用拟量输入模块为4通道模拟量输入模块为Q64AD。

四装配工作站机器人的操作运行【任务相关知识】3.模拟量输入模块用于检测外罩库位的三个超声波测距传感器分别连接至4通道模拟量输入模块Q64AD的通道2、3、4电压输入端。二认识装配工作站【任务实施】1．装配工作站I/O分配装配工作站I/O主要包括供座单元气缸位置检测、物料检测、气缸控制，外罩库物料检测，供罩单元气爪、伸缩气缸位置检测、原点位置检测，供罩气爪、伸缩气缸、伺服单元控制，电控柜操作按键及状态显示等。

装配工作站I/O分配表二认识装配工作站【任务实施】1．装配工作站I/O分配装配工作站I/O分配表二认识装配工作站【任务实施】1．装配工作站I/O分配装配工作站通讯信号定义二认识装配工作站【任务实施】1．装配工作站I/O分配装配工作站状态、报警信号定义二认识装配工作站【任务实施】2.模块设置二认识装配工作站【任务实施】2.模块设置二认识装配工作站【任务实施】2.模块设置二认识装配工作站【任务实施】2.模块设置二认识装配工作站【任务实施】2.模块设置二认识装配工作站【任务实施】2.模块设置二认识装配工作站【任务实施】2.模块设置二认识装配工作站【任务实施】3.程序编制装配工作站工作状态包括初始状态、上电复位和系统运行，各状态如下：（1）初始状态机器人、供罩库、供座库处于停止状态。（2）上电复位控制柜上电后，本站系统进入请求复位状态，控制柜黄灯闪烁；按下复位按钮后，单元开始复位：供罩库气爪复位、电机寻找原点；供座料仓气缸缩回。系统启动运行后本单元绿色指示灯点亮，供罩库气爪运行到等待位置。二认识装配工作站【任务实施】3.程序编制（3）系统运行由PLC断电锁存寄存器判断供罩库出库位有无外罩，无外罩时发出将盖子出库请求命令，通过QD75MH2伺服运动控制模块控制伺服电机运动，带动供罩库气爪动作，运动到对应库位后，气爪伸出抓取外罩，完成后运动至出库平台，完成后运动回等待位置。当托盘载工作主体到达定位口时，由上位机发出启动信号，PLC根据系统发出的不同启动信号控制机器人实现方水晶装配、球水晶抓取、球水晶装配等动作要求。若上位机发出底座不合格信号，PLC将控制供座料仓推出对应底座，由机器人抓取替换现有底座以完成正常装配。二认识装配工作站【任务实施】3.程序编制装配工作站工作流程二认识装配工作站【任务实施】3.程序编制装配工作站PLC程序主要包括初始化及处理程序MAIN、按键处理程序BUTTON、联机运行信息交互程序EXCH_PC、工件定位及判断处理程序GJPD、状态信息处理程序IOCHANGE、复位处理程序RESET、故障诊断处理程序STATE及供罩单元、供座单元处理程序、伺服控制程序等。二认识装配工作站【任务实施】3.程序编制二认识装配工作站【任务实施】3.程序编制二认识装配工作站【任务实施】3.程序编制二认识装配工作站【任务实施】3.程序编制二认识装配工作站【任务实施】3.程序编制二认识装配工作站【任务实施】3.程序编制二认识装配工作站【任务实施】3.程序编制二认识装配工作站【任务实施】3.程序编制三认识装配工作站的控制系统【任务小结】装配站控制系统由PLC、I/O模块、超声测距传感器及模拟量输入模块、伺服取罩单元、工业机器人、备用底座库（供座库）等构成，I/O模块用于总控启停等控制输入、与机器人的通讯及状态显示；通过网络及总线通讯方式与上位机、触摸屏及输送单元通讯，如托盘定位，工件判别等。【练习】1．PLC如何根据超声传感器信号判断供罩库料位情况？请举例说明。2．简述模拟量输入模块为Q64AD的性能参数。3．简述装配站的工作过程。四装配工作站机器人的操作运行【任务目标】1．了解装配站工业机器人的工作过程。2．了解装配站工业机器人的程序编制。3．熟悉装配站工业机器人的操作运行。四装配工作站机器人的操作运行【任务相关知识】1．装配站工业机器人I/O信号装配站工业机器人的I/O信号包括气爪的夹紧、松开，装配完成，外罩取走，机器人准备就绪，方形底座合格，方形底座不合格等。工业机器人I/O信号四装配工作站机器人的操作运行【任务相关知识】2.机器人夹具装配机器人夹具为气动夹爪，为双侧V形结构，便于夹取圆形、方形工件双V气动夹爪四装配工作站机器人的操作运行【任务相关知识】2.机器人夹具机器人夹具由双电控电磁阀控制，通过对驱动线圈通、断电，改变气动接头的进、出气方向，用以控制气缸的伸出、缩回运动，从而实现夹紧、松开动作。电磁阀线圈控制位分别接至机器人输出信号DO10_1和DO10_2。四装配工作站机器人的操作运行【任务相关知识】3.装配工作流程机器人启动运行，初始化状态信息，返回初始位置点，通知PLC已完成准备工作，循环检测输入信号DI10_2~DI10_6，判断工件状态类型，并根据此调用相应处理程序完成装配或更换底座后再进行装配。

四装配工作站机器人的操作运行【任务实施】1．方底座合格处理程序方形底座合格，将工件（方水晶）装配到方形底座上，再加装外罩，完成装配。

托盘、方水晶及方形尼龙底座四装配工作站机器人的操作运行【任务实施】1．方底座合格处理程序四装配工作站机器人的操作运行【任务实施】1．方底座合格处理程序四装配工作站机器人的操作运行【任务实施】1．方底座合格处理程序四装配工作站机器人的操作运行【任务实施】1．方底座合格处理程序四装配工作站机器人的操作运行【任务实施】2．方底座不合格处理程序方形底座不合格，先将不合格底座移出丢弃，再从备用底座供料库取备用方形底座，然后将工件装配到方形底座上，再加装外罩，完成装配。四装配工作站机器人的操作运行【任务实施】3.圆底座合格处理程序尼龙圆底座合格，将工件（圆水晶）及底座转移至周转库位，并通知传输单元将带有铝圆柱座传输到装配定位处。待圆柱底座托盘到达后，机器人再进行装配。铝制圆柱底座、圆形尼龙底座及圆水晶四装配工作站机器人的操作运行【任务实施】4.圆底座不合格处理程序尼龙圆底座不合格，先将不合格底座移出丢弃，再取备用底座至底座周转位，工件移至工件周转位，等待圆柱底座托盘到达再进行装配。5.圆柱底座合格处理程序圆柱底座（铝座）合格，将放置于周转库位的圆底座移出放置于托盘上，然后将圆柱铝座放置于圆底座内，再移出工件（圆水晶）放置于圆柱底座上，然后取外罩进行装配。四装配工作站机器人的操作运行【任务实施】6.机器人运行操作四装配工作站机器人的操作运行【任务实施】6.机器人运行操作四装配工作站机器人的操作运行【任务实施】6.机器人运行操作四装配工作站机器人的操作运行【任务实施】6.机器人运行操作四装配工作站机器人的操作运行【任务实施】6.机器人运行操作四装配工作站机器人的操作运行【任务实施】6.机器人运行操作四装配工作站机器人的操作运