999国内精品永久免费视频,色偷偷9999www,亚洲国产成人爱av在线播放,6080亚洲人久久精品,欧美超高清xxxhd

1 引言

某醋廠灌裝生產(chǎn)線要求裝箱機器人每次抓住48瓶醋按照一定的運動軌跡放在兩個箱子里，由于之前的系統(tǒng)老化經(jīng)常發(fā)生故障滿足不了新的生產(chǎn)要求。本文采用了德國公司生產(chǎn)的同步伺服電機、伺服放大器開發(fā)了一套新的基于PFOFIBUS的裝箱機器人控制系統(tǒng)并配備了西門子觸摸屏提供了良好的人機界面。使系統(tǒng)具有開放性、實時性強，運行和維護成本低，智能化和自動化程度高等優(yōu)點，大大提高了生產(chǎn)率。

2 裝箱機器人工作原理

灌裝生產(chǎn)線上的機器人運行在一個“∩”型的軌道上，如圖1所示。在軌道的兩端各有一個硬限位開關，保證運行的安全性。機器人有4種運行模式尋參考點、自學習、手動、自動。自動運行模式中，機器人根據(jù)瓶子是否OK、箱子是否OK，信號自動往復運行于抓瓶子、放瓶子位置。抓瓶子過程中，如果瓶子OK，機器人就直接走向抓瓶位置，否則機器人將先走向平衡位置，然后等待直到瓶子。在此過程中機器人先高速運行，在脫離speed3區(qū)時，起動箱子傳送帶，在進入 speed1區(qū)時，由高速轉為低速，同時停止瓶子傳送帶。放瓶子過程和抓瓶過程相似，但是由于此時機器人負重，運行分成3段速度，分別是speed1區(qū)低速，脫離該區(qū)起動瓶子傳送帶；speed2高速；speed3再低速，進入該區(qū)停止箱子傳送帶。自學習模式用于每次換瓶子學習抓、放瓶位置學習后位置存儲在伺服放大器里，直到下次換瓶手動一般用于排除故障。機器人的抓頭是真空吸盤式，通過控制電磁閥實現(xiàn)抓、放瓶子。系統(tǒng)運行中，采集現(xiàn)場的一系列光電信號，配合機器人運行，同時還驅(qū)動一些現(xiàn)場設備如導向斗、擋箱、箱子傳送帶、瓶子傳送帶。

圖1 裝箱機器人工作原理示意圖

3 系統(tǒng)的硬件組成

根據(jù)灌裝生產(chǎn)線的工藝流程和控制要求我們采用了PROPFIBUS解決方案。整個系統(tǒng)由DP主站從站及現(xiàn)場設備組成如圖2所示，PROFIBUS主站采用 SIMATIC系列的CPU模塊。它帶有通訊口具有強大的處理能力并集成總線接口裝置。從站有伺服放大器通過總線接口DFP與總線相連，另外現(xiàn)場設備采用 ET現(xiàn)場模塊，通過IM接口模塊與總線連接。同時還選用了西門子TP觸摸屏可以顯示機器人運行狀態(tài)、設置參數(shù)和手動操作是良好的人機界面。

圖2 系統(tǒng)的硬件構成

4 系統(tǒng)的通訊設計

SEW系列伺服放大器都集成有兩種標準的串口DP和DR，但是這種串口通信速度相對較慢實時性差。因此我們加了接口卡。PROFIBUS是目前最成功的現(xiàn)場總線之一，得到了廣泛的應用。主站通過不斷給從站發(fā)請求報文含有控制和設置信息從站接受報文，解析地址并與自己的站地址進行比較，如果是發(fā)給自己的信息則在規(guī)定的時間內(nèi)發(fā)響應報文含有狀態(tài)信息等。在此過程伺服放大器還監(jiān)控通訊，如果通訊失敗，伺服放大器將觸發(fā)一個過時響應，通知主站重發(fā)信息。響應和請求報文的格式如圖3、圖4所示。

請求報文和響應報文的格式相似，是以不同的起始字符來區(qū)分，請求報文是十六進制“02”，響應報文是“1D”。通過不斷循環(huán)地與伺服放大器交換過程數(shù)據(jù)來對伺服放大器進行控制。而協(xié)議數(shù)據(jù)單元的格式很多由報文中的數(shù)據(jù)類型決定�？紤]到本系統(tǒng)的特點，我們采用一個控制字加兩個過程數(shù)據(jù)的結構，請求報文的數(shù)據(jù)協(xié)議由3個字組成，后兩個字是32位的定位位置，控制字的定義如,5所示，其中低字節(jié)的定義是固定的，高字節(jié)是由用戶定義的。

圖5 控制字的定義

同樣的響應報文的數(shù)據(jù)協(xié)議也是有個3字，后兩個字是32位的實際位置，可以在人機界面上顯示。狀態(tài)字的定義如圖6所示，其中低字節(jié)是固定的高字節(jié)是由用戶定義的。

圖6 狀態(tài)字的定義

5 系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)的軟件主要包括兩部分：PLC軟件和SEW伺服軟件。PLC編程語言為STEP7，是西門子公司開發(fā)用于—的編程語言。可以在WINDOWS環(huán)境下實現(xiàn)，有硬件配置和參數(shù)設置，編程，通信協(xié)議，測試、啟動和維護、操作、診斷等功能。SEW有專用的MOVITOOLS軟件提供設置參數(shù)、診斷、IPOS程序編譯器等功能。伺服系統(tǒng)構成速度、位置雙閉環(huán)控制如圖7所示。由于機器人運行在“∩”軌道上各段受力不同，為了平衡受力，抓、放瓶過程分成多段速度。位置、速度調(diào)節(jié)器都是PI調(diào)節(jié)，為了消除抓、放瓶過程中可能出現(xiàn)的抖動，采用在不同的速度段引人不同的PI參數(shù)。

圖7伺服雙閉環(huán)控制系統(tǒng)

每次系統(tǒng)開機時裝箱機器人(http://www.cartoner.com.cn/)控制系統(tǒng)都會按照上一次的抓、放瓶位置進行正常運行。但當瓶子的大小、形狀改變時，需要重新確定抓瓶放瓶的精確位置。自學習模式就是在每次換瓶時學習抓瓶放瓶的位置一次以后，系統(tǒng)就能自動記住學習出的位置，直到再次換瓶子。點動中當按下“抓瓶點確認”鍵，程序首先判斷當前位置是否在自學習區(qū)域，如在即把當前位置記下并在觸摸屏上顯示成功信息，如不在則在觸摸屏上顯示不在區(qū)域，并繼續(xù)點動等待再次確認。隨后繼續(xù)點動以相似方式學習放瓶位置，學習完成自動退出自學習模式。其流程如圖8所示。

圖8自學習模式流程圖

自動模式流程圖見圖9。在自動運行模式中機器人根據(jù)瓶子是否OK、箱子是否OK信號自動往復運行于抓瓶子、放瓶子位置，不OK則到平衡位置等待直到。抓瓶子過程中，如果瓶子OK，機器人就直接走向抓瓶位置，否則機器人將先走向平衡位置，然后等待直到瓶子。在此過程中機器人先變PI參數(shù)，高速運行在進入 speed2區(qū)時，起動箱子傳送帶在進入speed1區(qū)時，由高速轉為低速，并變PI參數(shù)，同時停止瓶子傳送帶當?shù)轿恍盘柕絼t抓瓶。放瓶子過程分成3段速度，先是低速并變PI參數(shù)，當進入speed1區(qū)低速起動瓶子傳送帶并變PI參數(shù)；speed3區(qū)再低速停止箱子傳送帶并變參數(shù)。

6 結束語

本系統(tǒng)成功地開發(fā)了一套基于PROFIBUS現(xiàn)場總線的裝箱機器人控制系統(tǒng)。選擇了功能強大的伺服放大器和SEW伺服電機，增量式編碼器（旋轉變壓器）使機器人定位準確�，F(xiàn)場執(zhí)行設備和主控通過總線通訊使系統(tǒng)實時性強提高了系統(tǒng)可靠性。西門子觸摸屏可以方便地顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)設置參數(shù)和操作。系統(tǒng)自安裝以來運行良好抓、放瓶子過程平穩(wěn)無抖動大大提高了灌裝生產(chǎn)線的自動化水平。

參考文獻：