关键词：自动化生产线；PLC；现场视教编程；工业机器人；效益

1 引言

过去的搬运等体力型工作主要依靠人力劳动，这种方式主要体现在劳动密集型社会。而随着我国工业能力的不断类提高。关于很多能够将人从重型劳动中解放出来的设备应运而生。搬运工业机器人就是其中的一类，而工业机器人与PLC的充分结合，会显著提高自动化生产线的生产效率和安全性。搬运机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术，涉及到了力学、机械学、电器液压气压技术、自动控制技术、传感器技术、单片机技术和计算机技术等学科领域，已成为现代机械制造生产体系中的一项重要组成部分。它的优点是可以通过编程完成各种预期的任务，在自身结构和性能上有了人和机器的各自优势，尤其体现出了人工智能和适应性。广数机器人有很高的自由度，5~6轴，适合于几乎任何轨迹或角度的工作可以自由编程，完成全自动化的工作可以自由编程，完成全自动化的工作提高生产效率，可控制的错误率代替很多不适合人力完成、有害身体健康的复杂工作，比如，汽车外壳点焊等工作。

2 系统工作站控制设计

工业机器人自动搬运工作站由广数工业机器人本体控制系统、三菱FX2N-32MR-D PLC控制系统、机器人搬运系统、按钮操作盒以及显示指示灯等四部分组成。实体生产线是搬运码垛机器人有序的排列的，整体布局如图1所示。

图1 整体布局图

2.1 设计要求

上电后复位灯闪，按下复位按钮，执行复位，复位完毕后开始灯才闪，按下开始按钮。水平气缸伸出，伸出至前极限，抓工件（1s），水平气缸缩回。缩回至后极限，旋转气缸右旋转，转至右极限。水平气缸伸出，伸出至前极限，放工件（1s），水平气缸缩回，缩回至后极限。旋转气缸左旋转，转至左极限，返回，完成一次循环（在适当的位置加上停止按钮重新启动按钮）。系统流程图如图2所示。（1）按启动开关后，送料工作站按照工艺流程的顺序工作。（2）启动急停开关后，推料缸在初始位置，摆缸在当前位置，吸盘必须吸住工件，且急停指示灯亮。（3）急停消除后，启动复位按钮，复位灯亮，同时复位顺序为：放料，摆缸摆回到初始位置，复位指示灯灭。

图2 系统流程图

2.2 现场示教编程

工业机器人在进行搬运之前首先要进行离线编程，主要是利用示教器取几个关键点。进行获取视教点，示教点获取完毕后进行示教。在这个过程中熟练运用三点法、五点法以及熟悉直角坐标和关节坐标用户坐标。在工作中应注意操作的安全性（退到黄线外）。现场编程与控制器如图3所示。

3 方案设计

3.1 系统框图设计

机器人通过机器人接口与三菱FX2N-32MR-D PLC之间传送信息，通过传感器、示教器、按钮气缸气爪以及一些基本的电路回路将华数工业机器与三菱FX2N-32MR-D PLC很好的结合在一起，组成了众多站中的搬运站，系统框图设计如图4所示。

图4 系统框图

3.2 接口配置

机器人的这些接口都是专用的，作用都是固定的。例如：X5为报警，Y0.1为松开。Y0.7口为高电平的时候，气爪将旋转至指定位置，如表1所示。

                                                                     表1 机器人I/0接口地址及定义

                                                       

                                          

3.3 PLC的I/O接口设置

三菱FX2N-32MR-D PLC输出输入根据搬运站中实际要求设置，三菱FX2N-32MR-D PLC如表2所示。

                                                                              表2 PLC的I/O接口设置



                                                         

4 程序设计

广数工业机器人指令有运动指令、信号处理指令、流程控制指令和运算平移指令。根据机器人需要运动的轨迹编出合适的程序。

程序如下：

MAIN;主程序

//PX0=PX0-PX0;数据清零

//LAB1;标签1

SET B0,0;第一行第一个置位

SET B1,0; 第二行第一个置位

SET B2,0; 第三行第一个置位

PX1=PX1-PX1; 数据清零

SETE PX2(1),100; 第一行第一个赋值y轴100mm

SETE PX3(2),100; 第二行第一个赋值x轴100mm

SETE PX4(1),200; 第二行第三个赋值x轴200mm

LAB0; 标签0

MOVJ P1,V30,Z0;//物体以百分之30速度，Z0精度运行到p1；

DOUT OT1 OFF;末端执行器抓取物体

DELAY T1;延时一秒

MOVL P2,V30,Z0;//物体

SHIFTON PX1;平移开始

MOVJ P3,V30,Z0; 物体以百分之30速度，Z0精度运行到p3；

MOVL P3,V30,Z0; 物体以百分之30mm速度，Z0精度运行到p3；

SHIFTOFF ;平移结束

MOVL P4,V30,Z0;//搬运到达1点

DELAY T1;延时一秒

DOUT OT1,ON;//释放

Px4=px1+px3;第三行第一个等于第一行第一个加第二行第一个相加

INC B0;B0自加一

JUMP LAB0,IF B0<4;//每行放4个

SET B0,0;//第二行初始化

Px1=px1-px1;

Px1=px1+px2;

JUMP LAB0 IF B1<2;跳转

SET B1,0;//第三行初始化

PX1=PX1-PX1;

PX1=PX1+PX4;

INC B2;自加一

JUMP LAB0 IF B2<2;跳转

END;结束

参考文献：

[1]田涛,邓双城,杨朝岚,等.工业机器人的研究现状与发展趋势[J]. 新技术新工艺,2015(03)

[2]陈益松,白刚,严伟明. 工业机器人防护装的设计与开发[J]. 上海纺织科技，2015(01)

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作者简介：

成平（1997-） 男 汉族 重庆城市职业学院 研究方向为工业机器人应用