亚洲美女天堂av一区二区三区_色秀視頻國產一區二區_亚洲日本韩国视频_狼友艺术中文jizz免费麻烦_无毒中文字幕无码高清_女性隐私免费观看app_日本韩国午夜福利_粉嫩高潮不断正在播放_国产制服在线观看最新_高清久久精品三级

廣東順德為艾斯機(jī)器人有限公司

Guangdong Shunde Weasi Robot Co.,Ltd.

三元催化器自動(dòng)化裝配控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

發(fā)布者:廣東順德為艾斯機(jī)器人有限公司   發(fā)布時(shí)間:11/4/2022 5:36:17 PM

[摘 要]汽車三元催化器是降低尾氣排放的重要部件,針對(duì)某汽車零部件公司三元催化器自動(dòng)化裝配效率低、運(yùn)行不穩(wěn)定的問(wèn)題,提出了一種基于PLC 的三元催化器裝配線自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)使用三菱Q 系列PLC并結(jié)合CC-Link 總線技術(shù),對(duì)裝配線進(jìn)行自動(dòng)化控制。設(shè)計(jì)完成后,通過(guò)對(duì)機(jī)械、電氣設(shè)備的安裝調(diào)試,最終的生產(chǎn)節(jié)拍為32s 左右,產(chǎn)品合格率達(dá)到了98%,滿足了生產(chǎn)要求。
[關(guān)鍵詞]裝配線;PLC ;機(jī)器人;控制系統(tǒng)

  汽車的三元催化器是汽車環(huán)保關(guān)鍵裝置,一般由殼體、襯墊、載體、催化劑和涂層5 部分組成。它可以將汽車燃料消耗產(chǎn)生的3 種有毒氣體變?yōu)闊o(wú)害的CO2,H2O 和N2,作為尾氣排放出去。裝配線是一種以串行方式為導(dǎo)向的流程式系統(tǒng)工程[1],作為一種大規(guī)模高效生產(chǎn)的組織形式,裝配線通常由若干工位以及連接這些工位的傳動(dòng)裝置組成。裝配就是待裝配的產(chǎn)品按照一定的生產(chǎn)節(jié)拍經(jīng)過(guò)裝配工位并將相應(yīng)的零件組裝在待裝配的對(duì)象上,最終在產(chǎn)線的末端輸出成品的過(guò)程[2]。本文通過(guò)研究PLC 控制技術(shù)并結(jié)合CC-Link 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),根據(jù)三元催化器的裝配工藝,設(shè)計(jì)了一套針對(duì)該產(chǎn)品的控制系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試以及試生產(chǎn),該控制系統(tǒng)可以更加高效地完成不同機(jī)種三元催化器的裝配,通過(guò)PLC以及CC-Link 之間的交互實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝?,保證了三元催化器裝配線的可靠性。

1  總體方案


圖1 高效三元催化劑裝配線布局

  針對(duì)某汽車零部件公司三元催化器自動(dòng)化裝配效率低、運(yùn)行不穩(wěn)定的問(wèn)題,自主研發(fā)設(shè)計(jì)一條自動(dòng)化生產(chǎn)線。本文不對(duì)整條產(chǎn)線進(jìn)行研究,僅對(duì)刻印工位后面的工序進(jìn)行研究。搬運(yùn)機(jī)器人負(fù)責(zé)將刻印工位上的產(chǎn)品夾取到鎖付滑臺(tái)上,并將護(hù)蓋運(yùn)送到產(chǎn)品上,以上動(dòng)作完成后,滑臺(tái)進(jìn)入鎖付工位;鎖付機(jī)器人從送螺絲定位機(jī)構(gòu)取起螺絲,將產(chǎn)品和護(hù)蓋鎖緊,鎖付完成后,滑臺(tái)退出鎖付工位后;搬運(yùn)機(jī)器人將鎖付完成的產(chǎn)品夾取到噴印工位,噴碼機(jī)構(gòu)將產(chǎn)品機(jī)種、生產(chǎn)廠家等信息,噴印在護(hù)蓋上,最后產(chǎn)品由傳送帶輸送出產(chǎn)線。

  高效三元催化器裝配流水線布局如圖1 所示,本文的三元催化器自動(dòng)化裝配控制系統(tǒng)包括搬運(yùn)機(jī)器人、鎖付機(jī)器人、滑臺(tái)、噴碼機(jī)、傳送帶和各類傳感器等設(shè)備, 集成了執(zhí)行控制模塊、狀態(tài)監(jiān)控模塊以及數(shù)據(jù)采集模塊[3]。執(zhí)行控制模塊實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線所有機(jī)構(gòu)和設(shè)備的聯(lián)合控制;狀態(tài)監(jiān)控模塊以及數(shù)據(jù)采集模塊監(jiān)控和采集產(chǎn)線中各類傳感器的數(shù)據(jù)以及各個(gè)工位的狀態(tài),并傳輸給PLC 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。PLC 根據(jù)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)對(duì)后面的執(zhí)行控制模塊進(jìn)行調(diào)控,以實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化、智能化控制,控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖2 所示。


圖2 控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

2  控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1  PLC的選型

  PLC選型[4] 的基本原則是在PLC 滿足產(chǎn)線系統(tǒng)控制需求的前提下,選擇后期維護(hù)方便、簡(jiǎn)單易,于操作且性價(jià)比最高的型號(hào)。三菱PLC相比西門子PLC,編程語(yǔ)言更加通俗易懂,上手相對(duì)輕松,且在運(yùn)動(dòng)控制上的表現(xiàn)優(yōu)于同級(jí)別其他品牌,同時(shí)三菱PLC有獨(dú)特的定位控制指令,在控制伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)方面更加方便。綜上考慮,本系統(tǒng)采用三菱PLC。根據(jù)三元催化器裝配產(chǎn)線生產(chǎn)要求、信號(hào)采集以及數(shù)據(jù)處理的性能,決定使用三菱Q系列PLC完成本設(shè)計(jì)[5]。

  對(duì)于PLC關(guān)鍵模塊的選用,根據(jù)裝配線的需求并結(jié)合三菱PLC選型手冊(cè)確定使用三菱通用型CPU模塊(Q06UDVCPU)。三菱通用型CPU模塊具有:
 ?。?)生產(chǎn)效率更高。超高速處理,生產(chǎn)時(shí)間縮短,隨著應(yīng)用程序變得更大更復(fù)雜,縮短系統(tǒng)運(yùn)行周期時(shí)間是非常必要的。通過(guò)超高的基本運(yùn)算處理速度1.9n(s LD指令),可縮短運(yùn)行周期。
  (2)存儲(chǔ)性能更好。CPU 的內(nèi)置軟元件存儲(chǔ)器容量增加到最多60K 字,對(duì)增大的控制、質(zhì)量管理數(shù)據(jù)也可高速處理。
 ?。?)故障處理方便。發(fā)生故障時(shí)也能夠迅速應(yīng)對(duì),只需提取與問(wèn)題相關(guān)的數(shù)據(jù),不必花時(shí)間過(guò)濾大量的診斷數(shù)據(jù),可以快速確定故障原因,并制定解決方案。
 ?。?)簡(jiǎn)化程序調(diào)試,可使用待執(zhí)行條件的軟元件測(cè)試功能,在程序上的任意步上,將軟元件值更改為用戶指定值。

  三菱簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)模塊(QD77MS16)的性能強(qiáng)大,可以同時(shí)對(duì)16個(gè)軸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制;具有豐富的定位控制功能:通過(guò)直線插補(bǔ)控制、2軸圓弧插補(bǔ)控制、定長(zhǎng)進(jìn)給控制以及連續(xù)軌跡控制等豐富的控制方式應(yīng)對(duì)各種不同的用途;可以通過(guò)PLC程序?qū)Χㄎ坏刂?、速度等進(jìn)行設(shè)定,輕松實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行;通過(guò)代碼、跳過(guò)功能、單步運(yùn)行、目標(biāo)位置變更功能等輔助功能滿足用戶不同的需求;具有任意數(shù)據(jù)監(jiān)視功能;可以通過(guò)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)控制模塊對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)的信息進(jìn)行監(jiān)視,也可以在用戶制作的畫面中顯示??杀O(jiān)視的數(shù)據(jù)包括:有效負(fù)載率、再生負(fù)載率、峰值負(fù)載率、負(fù)載慣量比、伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度、位置反饋、絕對(duì)位置檢測(cè)器1周位置和消耗功率等。該模塊的圖形化配置簡(jiǎn)單。使用GX Works2軟件對(duì)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)控制模塊進(jìn)行設(shè)定,只需簡(jiǎn)單的配置和設(shè)定參數(shù)就能完成定位數(shù)據(jù)設(shè)定、同步控制、凸輪控制等設(shè)置,還能與MR Configurator2聯(lián)動(dòng)進(jìn)行伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)定及調(diào)整,可以提伺服運(yùn)作的效率,系統(tǒng)容易維護(hù)。配置參數(shù)、定位數(shù)據(jù)、塊啟動(dòng)數(shù)據(jù)等可以使用內(nèi)置閃存ROM保存,無(wú)需電池即可保存數(shù)據(jù)。

  CC-Link網(wǎng)絡(luò)總線模塊(QJ61BT11N)是CC-link網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中用來(lái)和Q系列PLC鏈接的通訊端口。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中主站通過(guò)QJ61BT11N接口模塊與各從站進(jìn)行信息交換,主站與從站之間使用鏈路掃描的方式進(jìn)行站與站之間的數(shù)據(jù)交換,采用的方式是通過(guò)模塊內(nèi)緩沖寄存器進(jìn)行自動(dòng)映射,寄存器之間有專門的通信指令進(jìn)行數(shù)據(jù)的鏈接掃描。該模塊具有的特點(diǎn)如下:
 ?。?)高速處理。最大可以達(dá)到100m的傳輸距離,并且能夠連接64個(gè)站點(diǎn),鏈接掃描時(shí)間僅為1~5ms。
 ?。?)連接簡(jiǎn)單。CC-Link系統(tǒng)可以通過(guò)簡(jiǎn)單的總線,將各種工業(yè)控制設(shè)備(限位開關(guān)、光電傳感器、變頻器、觸摸屏等)連接成統(tǒng)一的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層。還有串行通信模塊(QJ71C24N-R2)、輸入模塊(QX42)以及輸出模塊(QY42P)作為重要的組成部分,圖3為連接好的PLC 各模塊實(shí)物圖。


圖3 PLC模塊連接圖

2.2  PLC的I/O口地址分配
  由于本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于整條裝配線最后兩臺(tái)機(jī)器人及其相關(guān)工位的研究,所以這里只展示操作盒以及3~5號(hào)中繼電箱的部分I/O地址分配情況。

  (1)操作盒輸入輸出模塊I/O口的地址分配。操作盒輸入輸出模塊主要是通過(guò)操作面板的數(shù)字量輸入,再經(jīng)過(guò)PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,進(jìn)而控制裝配線運(yùn)行模式的切換、暫停、急停以及各種指示燈閃爍情況。采用三菱AJ65SBTB1-32DT混合輸入輸出模塊,使用8個(gè)PLC輸入量以及9個(gè)PLC輸出量,其I/O口的部分地址分配見表1。

表1 操作盒輸入輸出模塊I/O口地址分配


  (2)3號(hào)中繼電箱輸入輸出模塊I/O口的地址分配。3號(hào)中繼電箱的輸入模塊主要是由滑臺(tái)所在限位、各氣缸的狀態(tài)和傳感器的狀態(tài)等組成,輸出模塊主要是對(duì)各個(gè)工位氣缸電磁閥的通斷和伺服電機(jī)的啟停等進(jìn)行控制,其中使用了2個(gè)三菱AJ65SBTB1-32D輸入模塊、1個(gè)AJ65SBTB1-32D輸入輸出模塊以及1個(gè)AJ65SBTB1-32T輸出模塊,使用了69個(gè)PLC輸入量和28個(gè)PLC輸出量。

 ?。?)4號(hào)中繼電箱輸入輸出模塊I/O口的地址分配。4號(hào)中繼電箱輸入模塊的信號(hào)主要由噴印機(jī)構(gòu)伺服電機(jī)、噴印工位氣缸以及相關(guān)傳感器的I/O等組成,輸出模塊主要對(duì)噴印流程中的各個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)作進(jìn)行控制,其中使用了2個(gè)輸入模塊:AJ65SBTB1-32D 和AJ65SBTB1-16D,一個(gè)輸出模塊:AJ65SBTB1-32T,使用了38個(gè)PLC輸入量和20個(gè)PLC輸出量。
 ?。?)5號(hào)中繼電箱輸入輸出模塊I/O口的地址分配。5號(hào)中繼電箱的輸入模塊主要是由搬運(yùn)機(jī)器人和鎖付機(jī)器人的輸出信號(hào)以及螺絲定位機(jī)構(gòu)相關(guān)的氣缸狀態(tài)、傳感器狀態(tài)組成,輸出模塊則是由兩個(gè)機(jī)器人的輸入信號(hào)以及控制相關(guān)機(jī)構(gòu)氣缸作出動(dòng)作的信號(hào)組成,從而控制機(jī)器人完成一系列工作。其中使用了3個(gè)輸入模塊:AJ65SBTB1-32D×3,3個(gè)輸出模塊:AJ65SBTB1-32TE1×2、AJ65SBTB1-32T,使用了96個(gè)PLC輸入量和82個(gè)PLC輸出量。

2.3  觸摸屏的選型

  觸摸屏是一種人機(jī)界面(Human Machine Interface),可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)視產(chǎn)線的運(yùn)行狀態(tài),控制產(chǎn)線中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作,對(duì)產(chǎn)線中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和共享等功能。由于本設(shè)計(jì)采用的PLC模塊為三菱系列,為了方便它們之間的通信連接并保證穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性,采用具有以太網(wǎng)接口的GS2110-WTBD-N觸摸屏。如圖4所示,將觸摸屏界面設(shè)計(jì)好,并與產(chǎn)線系統(tǒng)連接,可以對(duì)裝配線進(jìn)行I/O監(jiān)控、報(bào)警處理、查看生產(chǎn)信息等操作,在輸入密碼獲得權(quán)限后可以對(duì)產(chǎn)線工位的參數(shù)以及部分流程進(jìn)行更改。


圖4 產(chǎn)線觸摸屏界面圖 

3  機(jī)器人的應(yīng)用

  機(jī)器人作為本裝配產(chǎn)線最重要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)之一,負(fù)責(zé)產(chǎn)品的搬運(yùn)以及螺絲鎖付工作。本裝配線選用廣州數(shù)控機(jī)器人,型號(hào)為GSK-RB35以及GSK-RB50,具體參數(shù)見表2。


表2 機(jī)器人參數(shù)

3.1  機(jī)器人I/O定義

  裝配線中大多數(shù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)都是由PLC控制,機(jī)器人與PLC之間通過(guò)物理I/O進(jìn)行通信。因此,在調(diào)試前期需要對(duì)機(jī)器人的I/O與PLC側(cè)進(jìn)行信號(hào)約定。這樣PLC通過(guò)對(duì)外部傳感器的信號(hào)進(jìn)行分析處理后再將其作為信號(hào)輸出,從而控制機(jī)器人的動(dòng)作。GSK-RB35型機(jī)器人內(nèi)部共有32個(gè)輸入和輸出信號(hào),每一個(gè)I/O信號(hào)的地址分別對(duì)應(yīng)一個(gè)機(jī)器人的輸入輸出指令。如機(jī)器人輸入端口X0.8對(duì)應(yīng)機(jī)器人指令里面的IN8,當(dāng)PLC側(cè)給機(jī)器人側(cè)的X0.8發(fā)出一個(gè)高電平信號(hào),相應(yīng)的IN8也會(huì)接通,由此來(lái)控制機(jī)器人的動(dòng)作。由于機(jī)器人程序的加載方式采用正常加載的方式,在該型號(hào)機(jī)器人的32個(gè)I/O口中,IN0~I(xiàn)N7(OT0~OT7)為系統(tǒng)定義的信號(hào),IN8~I(xiàn)N32(OT8~OT32)是可以由用戶自定義的信號(hào)。系統(tǒng)定義的信號(hào)主要是系統(tǒng)急停信號(hào)、暫停信號(hào)、運(yùn)行信號(hào)、伺服準(zhǔn)備信號(hào)等表示機(jī)器人所處狀態(tài)的信號(hào),用戶自定義信號(hào)是用戶為了達(dá)到某些需要的功能而定義的I/O。搬運(yùn)機(jī)器人部分自定義的I/O 見表3。


表3 搬運(yùn)機(jī)器人部分自定義I/O

  表3 中每一個(gè)自定義的信號(hào)都需要不斷調(diào)試,否則會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人做出錯(cuò)誤的動(dòng)作,造成人力、物力的消耗。

3.2  機(jī)器人與PLC以及觸摸屏之間的關(guān)系

  機(jī)器人作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成整條產(chǎn)線的搬運(yùn)和鎖付工作;PLC作為主控制器協(xié)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)各機(jī)構(gòu)和執(zhí)行器的配合工作;觸摸屏作為產(chǎn)線的監(jiān)控設(shè)備,讓操作人員可以更加便利地對(duì)產(chǎn)線進(jìn)行操作,更加便捷地查看產(chǎn)線的狀態(tài)以及生產(chǎn)信息;現(xiàn)場(chǎng)總線則作為產(chǎn)線中各種控制信號(hào)、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間信息傳遞的媒介。三者之間關(guān)系如圖5所示。


圖5 機(jī)器人與PLC以及觸摸屏之間關(guān)系

3.3  機(jī)器人動(dòng)作邏輯的設(shè)計(jì)

  本設(shè)計(jì)主要描述整條產(chǎn)線的最后兩個(gè)機(jī)器人的工位,分別以搬運(yùn)機(jī)器人和鎖付機(jī)器人來(lái)命名。如圖6所示,搬運(yùn)機(jī)器人在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)了兩個(gè)末端執(zhí)行器,分別是一個(gè)通過(guò)氣缸控制的夾爪和一個(gè)吸盤。搬運(yùn)機(jī)器人的任務(wù)就是將上一工位完成的產(chǎn)品用夾爪夾取到鎖付滑臺(tái),然后將護(hù)蓋通過(guò)吸盤運(yùn)送到產(chǎn)品上。鎖付合格/不合格的產(chǎn)品還需要由搬運(yùn)機(jī)器人同樣用夾爪搬運(yùn)到噴印工位或NG皮帶上,通過(guò)鎖付機(jī)器人的伺服擰緊機(jī)構(gòu)的實(shí)時(shí)信號(hào),傳達(dá)給PLC控制系統(tǒng),經(jīng)過(guò)系統(tǒng)處理判斷是否合格。


圖6 搬運(yùn)機(jī)器人末端執(zhí)行器效果圖

  鎖付機(jī)器人的任務(wù)就是從送螺絲機(jī)構(gòu)將螺絲取出來(lái)并將護(hù)蓋與產(chǎn)品鎖緊,鎖付機(jī)器人的動(dòng)作邏輯如圖7 所示。為了減少機(jī)器人取螺絲的次數(shù),提高鎖付效率,鎖付機(jī)器人共安裝3 個(gè)伺服擰緊機(jī)構(gòu),整個(gè)流程下來(lái)需要取兩次螺絲,如圖8所示。


圖7 鎖付機(jī)器人動(dòng)作邏輯


圖8 鎖付機(jī)器人伺服擰緊機(jī)構(gòu)

4  現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

  三元催化器裝配線控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試涉及多種機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào),如機(jī)器人、刻印機(jī)、鎖付治具、伺服擰緊機(jī)構(gòu)、振動(dòng)送料裝置等,要讓這些機(jī)構(gòu)能夠達(dá)到廠家要求的生產(chǎn)狀態(tài)需要大量的時(shí)間進(jìn)行調(diào)試。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)不斷對(duì)PLC 程序、機(jī)器人程序的調(diào)試以及對(duì)機(jī)器人動(dòng)作的修訂,該裝配線控制系統(tǒng)已經(jīng)可以在現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行,且能夠達(dá)到一個(gè)較好的節(jié)拍以及生產(chǎn)合格率。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的節(jié)拍可以達(dá)到32s,滿足客戶要求,生產(chǎn)合格率達(dá)到98%。

5  結(jié)語(yǔ)

  本研究基于企業(yè)的生產(chǎn)需求,完成了三元催化器自動(dòng)化裝配線的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),采用PLC總控技術(shù)結(jié)合CCLink總線技術(shù)設(shè)計(jì)了一套控制方案,根據(jù)該方案開發(fā)了控制系統(tǒng)。根據(jù)方案對(duì)PLC的各個(gè)模塊以及觸摸屏等硬件進(jìn)行選型和配置,并設(shè)計(jì)了機(jī)器人的程序流程,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與試運(yùn)行,安全系數(shù)、節(jié)拍以及合格率均滿足生產(chǎn)需求。對(duì)比實(shí)際使用效果,使用本文的I/O模塊占用空間更小,節(jié)省的分線模塊空間可用于安裝其他部件。使用西門子I/O模塊PP72/48的電柜實(shí)際布局如圖7所示,本文使用的國(guó)產(chǎn)I/O 模塊的電柜布局如圖8所示。



廣東順德為艾斯機(jī)器人有限公司

地址:廣東省佛山市順德區(qū)容桂容里居委會(huì)昌寶西路3號(hào)創(chuàng)和大廈2座201
郵箱:salesteam@weasi.com   傳真:0757-25552155
? 2017廣東順德為艾斯 | 版權(quán)所有 粵ICP備19022425號(hào)

全國(guó)統(tǒng)一服務(wù)熱線:

0757-26629798 技術(shù)支持:佛山網(wǎng)站建設(shè)/華企立方

(本網(wǎng)站部分圖片來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng),如果涉及版權(quán)問(wèn)題,請(qǐng)按網(wǎng)站上公布的聯(lián)系方式告知?jiǎng)h除。)
立即聯(lián)系 新聞資訊 產(chǎn)品中心 公司簡(jiǎn)介