一种工业机器人打磨工作站的控制系统设计.pdf

本篇论文主要探讨了工业机器人打磨工作站控制系统的整体设计，涉及核心设备选择、系统集成、通讯协议和PLC程序设计等方面。下面详细阐述这些知识点： ### 标题：一种工业机器人打磨工作站的控制系统设计 ### 1. 控制系统概述 该控制系统设计的目的是为了提高工业机器人打磨作业的自动化水平，减少人为干预，提升工作效率和产品质量的一致性。设计对象为风机机壳，通过引入机器人打磨工作站，替代传统手工打磨作业，降低工人在恶劣环境中工作带来的健康风险。 ### 2. 核心技术 #### 2.1 PROFINET通讯接口 PROFINET是一种适用于工业自动化领域的工业以太网通讯标准，具有实时性高、可靠性强等特点。该系统使用了集成的PROFINET接口，以实现自动化领定、提高效率，并且改善产品的一致性。 #### 2.2 Cortex-A8 CPU嵌入式系统 采用以Cortex-A8 CPU为核心的高性能嵌入式系统作为控制中心，配合7英寸高亮度TFT液晶显示屏和四线电阻式触摸屏，以及预装的MCGS嵌入式组态软件，该触摸屏具备强大的图像显示和数据处理能力。 #### 2.3 PLC控制系统 控制系统的核心为S7-1200 PLC，作为主站采用以太网通讯与MCGS触摸屏进行数据交互。S7-1200 PLC是西门子公司推出的新一代PLC产品，具有模块化设计、扩展灵活和集成了多种强大工艺功能的特点，满足自动化系统中的特殊需求。 ### 3. 系统设计要求 系统设计需要实现机器人打磨作业的控制，提高智能程度和工业生产效率，同时满足设计要求。系统主要通过I/O连接方式实现机器人和打磨设备之间开关量的交互。 ### 4. 控制系统的主要控制设备选型 #### 4.1 工业机器人 选择ABB公司的IRB460工业机器人，其末端执行器配备打磨头和抓手，用于打磨机壳和搬运机壳。 #### 4.2 PLC选型 选用S7-1200 PLC作为控制核心，具有22个数字输入信号和10个数字输出信号。此外，还需要外接一个按钮和一个传感器，用于与PLC通讯。 #### 4.3 触摸屏选型 采用TPC7062Ti触摸屏，用于人机交互界面的构建，使用者可通过触摸屏切换手动和自动模式，实现对系统的控制和监测。 ### 5. 通讯连接设计 系统通讯分为几个部分：PLC与MCGS触摸屏之间的数据交互通过以太网通讯；S7-1200 PLC与工业机器人通过各自的网口进行以太网通讯；外部按钮及传感器与PLC的通讯连接；PLC与打磨设备之间的I/O连接。 ### 6. 控制流程 1. 工作人员将产品放置在工装后，按下夹紧按钮，夹紧气缸动作，将产品固定。 2. 机器人接收到产品到位的信号后，开始按照设定的程序进行打磨作业。 3. 打磨完成后，机器人切换手持工具到抓手，将产品搬运到指定位置。 4. 工作人员可以在触摸屏上切换手动和自动模式，自动模式下实现整个系统的启动和停止控制。手动模式下则可以实现对气缸的点动控制。 ### 7. 总结 本文的设计提高了工业机器人打磨工作站的自动化和智能化水平，适应了传统制造产业的转型升级需求。通过集成先进的通讯协议和控制设备，不仅改善了作业环境，减轻了工人的劳动强度，而且提升了产品打磨质量的稳定性和生产效率，具有较好的实际应用价值。