机器人数控机床自动上下料项目方案.doc

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1、/上下料装配系统总体方案加工装配工作站由上下料工业机器人，机器人控制柜，PLC 控制柜，仓库，上料输送线工作站等构成，机器人完成对工件的搬运和入仓装配，而数控机床则对搬运的工件进行加工处理，机器人与数控机床配合零件的加工入仓。准备条件加工装配工作站运行的准备条件（1）物料台八个凹槽检测有，仓库八个凹槽检测无，且配件台待装配零件放满。转盘旋转到位，即工件到达机器人抓取的指定位置（运行前用手动模式触摸屏校正）。（2）机器人选择远程模式，机器人在作业原点,机器人运行无。（3）机器人报警无，CNC 报警无。（4）CNC 卡盘上无工件，CNC 就绪。工作流程（1）按下启动按钮，机器人伺服使能，机器人启动

2、，发出机器人上料开始信号。（2）机器人接到上料开始信号，机器人搬运工件到达 CNC 正前方 50cm 处，发出机器人上料完成信号。（3）CNC 接到上料完成信号，CNC 门打开，CNC 门开到位，发出机器人送料开始信号。/（4）机器人接到送料开始信号，机器人将工件送入 CNC，返回 CNC 正前方 50cm 处，发出机器人送料完成信号。（5）CNC 接到送料完成信号，CNC 门关闭，CNC 门关到位，CNC 加工开始，CNC 加工完成，CNC 门打开，CNC 门开到位，发出机器人取料开始信号。（6）机器人接到取料开始信号，机器人将 CNC 内的工件取出，发出机器人取料完成信号。（7）CNC 接

3、到机器人取料完成信号，CNC 门关闭，CNC 门关闭到位，发出机器人入仓装配开始信号。（8）机器人接到入仓装配开始信号，机器人把工件放入仓库的凹槽中，机器人移动到装配台夹取配件，待装配完成，发出机器人装配完成信号。（9）机器人接到装配完成信号，机器人回原点，若仓库装配完的工件数超过八个（含八个）则机器人停止搬运，待清仓与加料加配件后，按下复位按钮，系统继续运行。若仓库装配完的工件数低于八个则系统继续运行。（10）暂停：按下暂停按钮，机器人停止搬运，按下复位键后一切运行正常。急停：拍下急停按钮，红灯常亮，机器人停止搬运，PLC 输出复位（除警示灯（红）、机器人急停、CNC 急停外），待按下复位按

4、钮，警示灯（红）灭，机器人及 CNC 急停清除，旋转转换开关，手动恢复各部分为初始状态，机器人选择示教模式回原点，仓库清空，按下启动按钮工作站运作重新开始。/注：条件没准备好时，黄灯 1HZ 闪烁，条件准备好时，黄灯常亮。待按下启动按钮设备运行绿灯常亮，急停时红灯常亮。转换开关用于手动与自动间的切换，以及急停后各部件初始状态的恢复。上下料装配工作站系统配置 名称型号数量厂商备注六关节机器人本体安川 MH61日本株式会社安川电机上下料机器人与控制系统机器人控制柜DX1001日本株式会社安川电机数控机床 CNCTOM-ZH540B1德国西门子加工中心PLCOMRON CP1L-M60DR1欧姆龙自

5、动化（中国）有限公司系统控制I/O 扩展单元CP1L-32ER1欧姆龙自动化（中国）有限公司扩展输入 20 点，输出32 点步进电机86BYG250A（50 齿）1配件台的转动光电传感器E3Z-LS6317欧姆龙自动化（中国）有仓库/物料台/装配台/限公司启停/复位按钮LA42P-10/G/Y/R3Schneider工作站启动与停止急停按钮LA42J-11/R1Schneider工作站急停步进驱动器两相 0.90/1.801聚英电子电机驱动触摸屏TPC-7062k1北京昆仑通态工作站控制转换开关SBQ1A-63Z1Schneider手动/自动变压器AC380v-AC220v1山东永昌电力设备有

6、限公司DX100 供电变压器AC220v-AC110v1山东永昌电力设备有限公司步进驱动供电上下料装配工作站硬件系统设计上下料装配工作站硬件的系统设计包括工作站主电路的设计，控制柜及其内部设备的配置，PLC 的 i/o 表，外围设备（传感器、按钮、驱动器）与 PLC 的接口电路，机器人与 PLC 的接口电路。工作站主电路系统设计控制柜及其设备配置PLC 控制柜设计/PLC 控制柜的设计包括空开、PLC、驱动器、开关电源、端子排等元器件安放位置的设计。控制柜设计如图所示。/控制柜设备配置设备标识符设备名称设备型号/规格QS断路器 3PCHNT DZ47-60QF1、QF5断路器 3PCHNT D

7、Z47-32/QF2、QF3、QF4断路器 2PCHNT DZ47-10插座 1、插座 2插座 2P、3PDELIXIFU熔断器RT18-2APE接线端子排开关电源开关电源AC220vAC110vAC220vDC5vPLC可编程器件CP1L-M60DR步进驱动器步进驱动两相驱动机器人工作站 i/o 表数控机床上下料 I/O 表工位名称输入工位名称输出触摸屏开关按钮启动0.00步进驱动脉冲100.00w0.00复位0.01方向100.01w0.01暂停0.02/急停0.03转换开关0.04警示灯绿灯100.02W0.02红灯100.03w0.03配件台定位黄灯100.04W0.04转盘旋转到位0

8、.05机器人机器人伺服使能100.05w0.05机器人机器人运行中0.06机器人启动100.06w0.06机器人伺服使能0.07机器人暂停100.07w0.07机器人报警/错误1.00机器人急停101.00w1.00/机器人选择远程模式1.01机器人在作业原点1.02机器人信号机器人上料开始101.01w1.01机器人送料开始101.02w1.02机器人信号点机器人上料完成1.03机器人取料开始101.03w1.03机器人送料完成1.04机器人入仓装配开始101.04w1.04机器人取料完成1.05机器人装配完成1.06数控机床 CNC 急停101.05w1.05CNC 门打开101.06w1

9、.06/CNC 门关闭101.07w1.07数控机床CNC 就绪2.00CNC 加工开始102.00w1.08CNC 报警2.01CNC 门开到位2.02CNC 门关到位2.03CNC 加工完成2.04物料台1 号槽2.052 号槽2.063 号槽2.074 号槽3.005 号槽3.016 号槽3.02/7 号槽3.038 号槽3.04仓库1 号仓库3.052 号仓库3.063 号仓库3.074 号仓库4.005 号仓库4.016 号仓库4.027 号仓库4.038 号仓库4.04备注：上下料装配工作站软件系统设计上下料装配工作站 PLC 程序设计/机器人上下料工作站 PLC 程序分为：手动、

10、状态准备、主程序、暂停、急停五个部分。程序框架如图手动手动程序部分主要是为了测试各部件的动作正常及急停后初始状态的恢复，程序如图/状态准备状态准备主要包括：自动手动切换、满足条件指示灯情况、不满足条件指示灯情况及按钮启动。状态准备 PLC 程序如图/主程序主程序部分主要包括：机器人启动、机器人上料、机器人送料、机器人取料、CNC 加工、机器人入仓装配、对于加工工件数目的判断等。（1）机器人启动机器人启动程序需先接通伺服使能，具体程序如图/（2）机器人上料机器人夹取物料台上的工件在数控机床正前方 50cm 出停下，并通知 CNC 把门打开，程序如图/（3）机器人送料程序机器人将工件送入数控机床，

11、CNC 门关闭通知机床加工开始，程序如图 。（4）CNC 加工CNC 加工之后门开通知机器人来取料，程序如图/（5）机器人取料机器人将料取出，CNC 门关闭开始进入装配阶段，程序如图/（6）机器人入仓装配程序机器人将工件夹取放入仓库指定位置，并夹取配料台上的工件装配进仓库的工件上，入仓装配程序如图/（7）机器人回原点旋转盘旋转机器人回原点位置，旋转盘旋转 45 度将新的工件转到机器人夹取位置，程序如图/（8）工件判断序根据加工的个数判断机器人是否接着上下料，程序如图/（9） 暂停暂停 PLC 程序需单列，暂停只是机器人运动的暂停，程序如图/（10）急停工作站遇到特殊情况，按下急停按钮机器人伺服

12、、启动断开，警示灯（红）常亮，CNC 急停加工停止，机器人各信号点复位，PLC 具体程序如图/上下料装配工作站机器人程序设计机床上下料机器人程序序号 程序 注释1 NOP2 *L0 程序标号3 CLEAR B000 1CLEAR B001 1 置记忆存储器 B000 和 B001 为 0；初始化/4 DOUT OUT#（12）=OFF 清除“机器人装配完成”信号；初始化5 CALL JOB：HANDOPEN 手爪松开；初始化6 *L10 程序标号7 WAIT IN#(9)=ON 等待 PLC“机器人上料开始”指令8 MOVJ VJ=10.00 PL=0 机器人作业原点，关键示教点9 JUMP

13、*L1 IF B000=0 如果夹取第一块工件，跳转至*L110 JUMP *L2 IF B000=1 如果夹取第二块工件，跳转至*L211 JUMP *L3 IF B000=2 如果夹取第三块工件，跳转至*L312 JUMP *L4 IF B000=3 如果夹取第四块工件，跳转至*L413 JUMP *L5 IF B000=4 如果夹取第五块工件，跳转至*L514 JUMP *L6 IF B000=5 如果夹取第六块工件，跳转至*L615 JUMP *L7 IF B000=6 如果夹取第七块工件，跳转至*L716 JUMP *L8 IF B000=7 如果夹取第八块工件，跳转至*L817 *

14、L1 夹取第 1 个工件时程序标号18 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点/19 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点20 MOVL V=83.3 开始夹取第 1 个工件21 JUMP *L9 跳转至*L922 *L2 夹取第 2 个工件时程序标号23 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点24 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点25 MOVL V=83.3 开始夹取第 2 个工件26 JUMP *L9 跳转至*L927 *L3 夹取第 3 个工件时程序标号28 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点29 MOVJ VJ=15.00

15、PL=3 中间移动点30 MOVL V=83.3 开始夹取第 3 个工件31 JUMP *L9 跳转至*L932 *L4 夹取第 4 个工件时程序标号33 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点/34 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点35 MOVL V=83.3 开始夹取第 4 个工件36 JUMP *L9 跳转至*L937 *L5 夹取第 5 个工件时程序标号38 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点39 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点40 MOVL V=83.3 开始夹取第 5 个工件41 JUMP *L9 跳转至*L942 *L6

16、夹取第 6 个工件时程序标号43 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点44 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点45 MOVL V=83.3 开始夹取第 6 个工件46 JUMP *L9 跳转至*L947 *L7 夹取第 7 个工件时程序标号48 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点/49 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点50 MOVL V=83.3 开始夹取第 7 个工件51 JUMP *L9 跳转至*L952 *L8 夹取第 8 个工件时程序标号53 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点54 MOVJ VJ=15.00 PL=

17、3 中间移动点55 MOVL V=83.3 开始夹取第 8 个工件56 JUMP *L9 跳转至*L957 *L9 程序标号58 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夹紧，调用手爪夹紧子程序59 INC B000 上料数加 160 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点61 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点62 MOVL V=83.3 中间移动点63 MOVL V=83.3 夹取工件移动到 CNC 正前方 0.5m 处停下/64 PULSE OUT#(9) T=1 向 PLC 发出 1s“机器人上料完成”信号65 WAIT IN#(10)=ON 等待 PLC“机

18、器人送料开始”指令66 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点67 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点68 MOVL V=83.3 机器人接近卡盘，关键示教点69 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放，调用手爪释放子程序70 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点71 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点72 MOVJ VJ=5.00 PL=3 中间移动点（返回 CNC 正前方 0.5m 处）73 PULSE OUT#(10) T=1 向 PLC 发出 1s“机器人送料完成”信号74 WAIT IN#(11)=ON 等待 PLC“机器人取料

19、开始”指令75 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点76 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点77 MOVJ VJ=5.00 PL=3 机器人接近卡盘，关键示教点78 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夹紧，调用手爪夹紧子程序/79 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点80 MOVJ VJ=5.00 PL=3 中间移动点（返回 CNC 正前方 0.5m 处）81 PULSE OUT#(11) T=1 向 PLC 发出 1s“机器人取料完成”信号82 WAIT IN#(12)=ON 等待 PLC“机器人入仓装配开始”指令83 MOVJ VJ=15.00

20、 PL=3 中间移动点84 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点85 JUMP *L11 IF B001=0 如果入仓第一块工件，跳转至*L1186 JUMP *L12 IF B001=1 如果入仓第二块工件，跳转至*L1287 JUMP *L13 IF B001=2 如果入仓第三块工件，跳转至*L1388 JUMP *L14 IF B001=3 如果入仓第四块工件，跳转至*L1489 JUMP *L15 IF B001=4 如果入仓第五块工件，跳转至*L1590 JUMP *L16 IF B001=5 如果入仓第六块工件，跳转至*L1691 JUMP *L17 IF B001=6

21、 如果入仓第七块工件，跳转至*L1792 JUMP *L18 IF B001=7 如果入仓第八块工件，跳转至*L1893 *L11 入仓装配第 1 个工件时程序标号/94 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点95 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点96 MOVL V=250 PL=1 接近仓库，重要示教点97 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放，调用手爪释放子程序98 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点99 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点100 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教点101 CALL JOB：HA

22、NDCLOSE 手爪夹紧配件，调用手爪夹紧子程序102 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点103 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点104 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教点105 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点106 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放配件，调用手爪释放子程序107 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点108 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点/109 JUMP *L19 跳转至*L9110 *L12 入仓装配第 2 个工件时程序标号111 MOVJ VJ=15.00 PL=3

23、 中间移动点112 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点113 MOVL V=250 PL=1 接近仓库，重要示教点114 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放，调用手爪释放子程序115 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点116 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点117 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教点118 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夹紧配件，调用手爪夹紧子程序119 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点120 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点121 MOVL V=250 PL=1

24、 接近工件，重要示教点122 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点123 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放配件，调用手爪释放子程序/124 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点125 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点126 JUMP *L19 跳转至*L9127 *L13 入仓装配第 3 个工件时程序标号128 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点129 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点130 MOVL V=250 PL=1 接近仓库，重要示教点131 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放，调用手爪释放子程

25、序132 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点133 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点134 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教点135 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夹紧，调用手爪夹紧子程序136 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点137 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点138 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教点/139 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点140 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放，调用手爪释放子程序141 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间

26、移动点142 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点143 JUMP *L19 跳转至*L9144 *L14 入仓装配第 4 个工件时程序标号145 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点146 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点147 MOVL V=250 PL=1 接近仓库，重要示教点148 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放，调用手爪释放子程序149 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点150 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点151 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教点152 CALL JOB：HAN

27、DCLOSE 手爪夹紧，调用手爪夹紧子程序153 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点/154 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点155 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教点156 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点157 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放，调用手爪释放子程序158 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点159 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点160 JUMP *L19 跳转至*L9161 *L15 入仓装配第 5 个工件时程序标号162 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动

28、点163 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点164 MOVL V=250 PL=1 接近仓库，重要示教点165 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放，调用手爪释放子程序166 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点167 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点168 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教点/169 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夹紧，调用手爪夹紧子程序170 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点171 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点172 MOVL V=250 PL=1 接近工件，

29、重要示教点173 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点174 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放，调用手爪释放子程序175 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点176 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点177 JUMP *L19 跳转至*L9178 *L16 入仓装配第 6 个工件时程序标号179 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点180 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点181 MOVL V=250 PL=1 接近仓库，重要示教点182 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放，调用手爪释放子程序183 MOVJ

30、 VJ=15.00 PL=3 中间移动点/184 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点185 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教点186 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夹紧，调用手爪夹紧子程序187 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点188 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点189 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教点190 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点191 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放，调用手爪释放子程序192 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点193 MO

31、VJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点194 JUMP *L19 跳转至*L9195 *L17 入仓装配第 7 个工件时程序标号196 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点197 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点198 MOVL V=250 PL=1 接近仓库，重要示教点/199 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放，调用手爪释放子程序200 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点201 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点202 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教点203 CALL JOB：HANDCLOSE 手

32、爪夹紧，调用手爪夹紧子程序204 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点205 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点206 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教点207 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点208 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放，调用手爪释放子程序209 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点210 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点211 JUMP *L19 跳转至*L9212 *L18 入仓装配第 8 个工件时程序标号213 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点/214 MOV

33、J VJ=50.00 PL=3 中间移动点215 MOVL V=250 PL=1 接近仓库，重要示教点216 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放，调用手爪释放子程序217 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点218 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点219 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教点220 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夹紧，调用手爪夹紧子程序221 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点222 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点223 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教点224

34、MOVJ VJ=15.00 PL=3 中间移动点225 CALL JOB：HANDOPEN 手爪释放，调用手爪释放子程序226 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点227 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点228 JUMP *L19 跳转至*L9/229 *L19 程序标号*L19230 INC B001 装配数加 1231 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点232 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中间移动点（返回原点）233 PULSE OUT#(12) T=1 向 PLC 发出 1s“机器人装配完成”信号234 JUMP *L10，IF B00

35、1=8 跳转至*L0，初始化236 END工件夹紧子程序工件夹紧子程序“HANDCLOSE”序号程序注释1NOP2TIMER T=0.50延时 0.5 秒3DOUT OT#(18) OFF机器人手爪松开4PULSE OT#(17) T=1.00机器人手爪夹紧5WAIT IN#(17)=ON等待夹紧完成/6TIMER T=0.20延时 0.2 秒7END工件释放子程序工件释放子程序“HANDOPEN”序号程序注释1NOP2TIMER T=0.50延时 0.5 秒3DOUT OT#(17) OFF机器人手爪夹紧4PULSE OT#(18) T=1.00机器人手爪松开5WAIT IN#(17)=OFF等待松开完成6TIMER T=0.20延时 0.2 秒7END