《上下料工作站系统应用》实训报告 1.docx
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《上下料工作站系统应用》实训报告1
《上下料工作站系统应用》
实训报告册
班级：
组号：
姓名：
教师：
机电工程系
机电一体化教研室
实训安全
1、遇到设备故障，及时报告老师，禁止擅自更换位置，插拔设备。
2、将雨伞等雨具放在实训室门口，严禁带入实训室，以免造成漏电现象。
3、禁止携带食品和与学习无关的物品进入实训室，保持实训室卫生整洁。
4.不要戴着手套操作机器人示教盘，如需要手动控制机器人时，应确保机器人动作范围内无任何人员和障碍物，将速度由慢到快逐渐调整，避免速度突变造成人员或设备损害。
5，执行程序前应确保:
机器人工作区不得有无关的人员、工具或物品，工件夹紧可靠并确认。
6，机器人动作速度太快，存在危险性，操作人员应负责维护工作站正常运行秩序;严禁非工作人员进入工作区域。
7.机器人运行过程中严禁操作人员离开现场，以确保发生意外情况的紧急处理。
8.机器人工作时，操作人员应注意查看线缆和气路线管状况，防止其缠绕在机器人上。
线缆和线管不能严重绕曲成麻花状或与硬物件摩擦，以避免内部线芯折断或裸露，引起线路故障。
9.机器人示教器和线缆不能放置在变位机上，应随手携带，或挂在操作位置上。
10.当机器人停止工作时，不要认为其已经完成工作了，因为机器人很可能是在等待让它继续移动的输入信号。
11.因故离开设备工作区前应按下急停开关，避免突然断电造成关机零位丢失，并将示教器放置在安全位置。
12.工作结束，应将机器人置于零位位置或安全位置。
13.严禁在控制柜内随便放置配件、工具、杂物和安全帽等，以免影响到部分线路，造成设备异常损坏。
14.实训任务完成后，先清理线缆、杂物和工具，应将设备恢复至初始位置，然后关断电源开关和气源开关，填写操作实训记录。
15．严格遵守机器人设备的日常维护制度。
实训项目一：
上下料机器人手爪的设计与安装
一、实训任务
了解实训安全操作规范及注意事项，了解上下料工作站系统的分类及构成，了解上下料工作站系统中工业机器人的特点及选型。
依据实训所使用的工业机器人及加工零件，利用实训现场具有的零、部件、电子元器件及气动元件，设计出上下料机器人手爪的机械结构和控制电路、控制气路后，组装机器人手爪，按原理图连接好控制电路和控制气路，并将手爪安装到工业机器人法兰上。
二、实训目标
1、掌握实训安全操作规范及注意事项；
2、认识上下料工作站系统；
3、掌握上下料工作站系统中工业机器人的手爪结构；
4、掌握上下料工作站系统中工业机器人手爪的控制电路和控制气路；
5、掌握工业机器人的手爪的安装；
6、掌握工业机器人手爪控制电路和控制气路的连接。
三、实训步骤
1、认识工业机器人的安全操作规范及注意事项。
2、认识上下料工作站系统，了解上下料工作站的分类，了解上下料工作站的组成与工作原理，理解上下料机器人选型及安装方法。
3、依据实训所使用的工业机器人及加工零件，利用实训现场具有的零、部件，设计出上下料机器人手爪的机械结构。
4、按设计的手爪结构，组装手爪。
5、利用实训现场具有的电子元器件及气动元件，设计出上下料机器人手爪的控制电路和控制气路。
6、连接手爪的控制电路和控制气路。
7、将手爪安装到机器人法兰上。
注意：
手爪结构和连接线路的美观、整齐。
四、实训小结
1、总结上下料工作站系统的组成。
（20分）
机器人本体（示教器、控制柜、电源开关）
PLC：
西门子S7-1200
变频器:
三菱变频器FR-D720S-1.5K-CHT
光电传感器:
BR100-DDT-P
电机:
JW-6314
中间继电器：
MY4N-J
空气开关：
NXB-63
传送带：
CHM-3
气爪：
MHS3-40D
24V电源：
MATNOPN-306975
2、简述上下料工作站系统的分类。
（20分）
（1）机床上下料工作站
①数控机床上下料工作站
②加工中心上下料工作站
（2）生产线上下料工作站
①流水线上下料工作站
②柔性生产线上下料工作站
（3）专用机械上下料工作站
①锻造机器人上下料
②铸造上下料工作站
③冲压上下料工作站
④注塑上下料工作站
⑤焊接及折弯机上下料工作站
3、绘制手爪的气动原理图。
（30分）
三爪气缸的张开与闭合，主要由起源装置通气和断气控制张开和闭合，如下图所示，气源装置通气通过二位三通阀控制气爪1和气爪2的张开和闭合。
4、绘制手爪的电气控制原理图。
（30分）
机器人控制柜给定输入信号，线圈KA1得电，电磁阀KA1常开变常闭，电磁阀得电，控制气爪闭合
实训项目二：
机器人与机床的电气控制设计
一、实训任务
依据本次实训所使用的工业机器人、手爪及机床元件，利用现有零部件、电子元器件及气动元件，设计出上下料机器人的I/O通信线路和机床卡盘、主轴的控制电路后，按所设计的线路进行实际连接。
并在工业机器人示教器中对输入输出信号进行软件配置。
二、实训目标
1、掌握工业机器人I/O通信线路设计方法；
2、掌握工业机器人I/O通信的软件配置；
3、掌握机床各部件的电气控制线路设计方法；
4、掌握工业机器人I/O通信的硬件线路连接；
5、掌握机床设备的电气控制线路连接；
三、实训步骤
1、查阅工业机器人上下料工作站的相关知识，了解上下料工作站的工作流程。
2、列出工业机器人与外围设备通信所需要的I/O信号。
3、设计工业机器人I/O通信的电气控制线路。
4、进行工业机器人I/O通信的软件配置与控制线路连接。
5、设计机床主轴和卡盘的电气控制线路。
6、进行机床主轴和卡盘的电气控制线路连接。
四、实训小结
1、列出上下料机器人的I/O通信信号。
（15分）
输入信号分配
信号接口
信号名
信号内容
DI9
D652_15_IN9
传感器
输出信号分配
信号接口
信号名
信号内容
DO1
D652_15_OUT4
正转启动
DO2
D652_15_OUT14
低速
DO3
D652_15_OUT13
中速
DO4
D652_15_OUT12
高速
DO5
D652_15_OUTUN
反转启动
DO6
D652_15_OUT8
气爪1
DO7
D652_15_OUT9
气爪2
2、绘制上下料机器人的输入信号接线图。
（15分）
三爪气缸的张开，需要对机器人进行信号的反馈。
采用磁性开关作为检测元件，反馈信号连接到工业机器人输入接口的信号，如下图所示。
3、绘制上下料机器人的输出信号接线图。
（15分）
三爪气缸的闭合，需要对机器人进行信号的反馈。
采用磁性开关作为检测元件，反馈信号连接到工业机器人输出接口的信号，如下图所示。
4、绘制机床主轴的控制电路接线图。
（15分）
本次用电动机来模拟机床主轴的正转反转（加工），用变频器来实现电动机的调速，电路图如下图所示。
5、绘制机床卡盘的控制电路接线图。
（20分）
通过传感器的信号来判断工件是否到位，到位则卡盘闭合夹紧工件，工件进行加工，电路图如下图所示。
6、
绘制机床主轴的控制气路接线图。
（20分）
本次由固定在桌上的气爪来模拟机床卡盘，通过PLC传递信号控制电磁阀通气或断气来实现机床卡盘的张开和闭合，控制气路图如下图所示。
实训项目三：
上下料机器人参数设置与程序编制
一、实训任务
按照上下料工作站系统的工作需求，设置工业机器人控制所必须的参数，设计工业机器人的工作流程，编写工业机器人控制程序，最后将程序录入工业机器人示教器，并调试程序，保证控制程序的正确性和控制功能的实现。
二、实训目标
1、掌握工业机器人机床上下料工作站的工作流程及工作原理；
2、掌握工业机器人控制程序的编写方法；
3、掌握工业机器人程序录入的方法和步骤；
4、掌握工业机器人程序调试的方法；
5、具有实际问题解决的能力。
三、实训步骤
1、查阅工业机器人上下料工作站的相关知识，了解上下料工作站的工作流程。
2、绘制工业机器人控制流程图。
3、列出工业机器人控制所需点位、变量及例行程序。
4、设置工业机器人参数，包括：
工具坐标系、有效载荷、新建变量等。
5、编写工业机器人程序。
6、将编写的工业机器人程序录入示教器。
7、调试工业机器人程序，保证程序的正确性和控制功能的实现。
四、实训小结
1、简要说明上下料机器人工具坐标系设置方法。
（15分）
ABB菜单——>手动操纵——>线性、基座标系、默认工件wobj0——>工具坐标系中新建工具——>选中新建工具编辑定义——>TCP默认法和4点——>手动操作机器人以尽量不同四种姿态使得工具TCP和外部固定尖点重合并记录点位——>确定得到计算结果不大于3毫米——>确定结果
2、绘制机器人工作流程图。
（15分）
3、列出上下料机器人控制程序所需变量。
（15分）
序号
变量名
变量类型
变量功能
初始值
1
variate-gjdw
Bool
检测工件是否到位
True
2
variate-ql
Bool
检测是否夹取到工件
False
3
variate-sl
Bool
检测工件是否在卡盘上
False
4
variate-jg
Bool
检测工件是否加工完成
False
4、列出上下料机器人控制程序所需点位。
（15分）
点位名
点位功能说明
位置说明
p_get_home
安全点
抓取安全点
p_get
抓取点
抓取点
phome
安全点
机器人安全点
p_get_fang
加工的点
放置加工的点
5、列出上下料机器人控制程序所需例行程序（将所有程序打印附后页）。
（40分）
序号
例行程序名
程序功能
程序类型
1
PROCshang（）
上料例行程序
Module
2
PROCxia（）
下料例行程序
Module
3
PROCjg（）
加工例行程序
Module
4
PROCmain（）
连接各个例行程序
User
实训项目四：
上下料工作站的调试与运行
一、实训任务
按上下料工作站系统中工业机器人的运行轨迹需求，精确的调试并保存工业机器人控制点位，保证个位置的准确性。
最终调试整个上下料工作站系统，使其正确运行，实现自动上下料动作，并录制工作视频。
二、实训目标
1、掌握工业机器人手动操纵的方法；
2、掌握工业机器人精确点位的调试方法；
3、掌握工业机器人点位的保存与修改方法；
4、掌握上下料工作站系统的调试方法；
5、具有实际问题的解决能力；
三、实训步骤
1、按照列出的工业机器人点位列表，逐一调试并保存各点位；注意点位的精确性和机器人姿态的优美。
2、调试上下料工作站系统。
3、运行上下料工作站系统多次，保证正确性。
4、录制上下料工作站系统工作视频并上交。
五、实训小结
1、总结上下料工作站调试中出现的问题。
（30分）
板卡没有信号解决方法：
重启电源
变频器故障解决方法：
更换变频器
程序编写错误解决方法：
根据要求编程
气爪松动，导致无法抓取物料解决方法：
加固气爪，保持足够抓力
颜色传感器损坏，无法感应物料解决方法：
更换颜色传感器
信号指令错误解决方法：
调试程序，修改错误指令
接线错误，气爪无法自动控制解决方法：
检测错误电路，更换接线思路2、录制上下料工作站的运行过程，制作视频并上交。
（70分）
MODULEMainModule
CONSTjointtargetphome:
=[[-92.0322,-2.04021,3.18428,-0.521795,-6.35966,-38.4866],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];
CONSTrobtargetp_get:
=[[658.09,16.17,492.66],[0.692468,-0.21001,0.657082,-0.211252],[0,0,-1,1],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];
CONSTrobtargetp_get_home:
=[[658.09,16.17,692.66],[0.692467,-0.21001,0.657083,-0.211252],[0,0,-1,1],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];
CONSTrobtargetp_put:
=[[43.59,-554.13,562.06],[0.683179,0.655748,0.242139,-0.211256],[-1,0,0,1],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];
CONSTrobtargetp_put_home:
=[[43.14,-557.26,562.33],[0.683923,0.655053,0.242255,-0.210872],[-1,0,0,1],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];
CONSTrobtargetp_get_fang{6}:
=[[[43.59,-554.13,562.06],[0.683178,0.655749,0.242138,-0.211258],[-1,0,0,1],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]],[[-82.89,-620.83,383.57],[0.293828,0.304519,0.624929,-0.656047],[-2,-1,-1,1],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]],[[43.59,-554.13,562.06],[0.683179,0.655748,0.242139,-0.211256],[-1,0,0,1],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]],[[43.59,-554.13,562.06],[0.683179,0.655748,0.242139,-0.211256],[-1,0,0,1],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]],[[43.59,-554.13,562.06],[0.683179,0.655748,0.242139,-0.211256],[-1,0,0,1],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]],[[43.59,-554.13,562.06],[0.683179,0.655748,0.242139,-0.211256],[-1,0,0,1],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]];
CONSTjointtargetphome10:
=[[-97.3366,26.6343,5.61476,-18.3948,-34.9664,68.0307],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];
CONSTjointtargetphome20:
=[[-98.4698,54.6026,-5.01125,-7.89326,-55.0913,-33.8827],[9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]];
PROCmain（）
WaitDID652_15_IN9,0;
shang;
jg;
WaitTime2;
xia;
ENDPROC
PROCshang（）
MoveAbsJphome\NoEOffs,v1000,fine,tool0;
MoveLp_get_home,v1000,fine,tool0;
MoveLp_get,v1000,fine,tool0;
WaitTime0.5;
SetD652_15_OUT8;
WaitTime0.5;
MoveLp_get_home,v1000,fine,tool0;
MoveAbsJphome\NoEOffs,v1000,fine,tool0;
MoveLOffs（p_get_fang{1},-100,0,0）,v1000,fine,tool0;
MoveLOffs（p_get_fang{1},0,0,0）,v1000,fine,tool0;
WaitTime0.5;
SetD652_15_OUT9;
WaitTime0.5;
ResetD652_15_OUT8;
WaitTime0.5;
MoveLOffs（p_get_fang{1},-100,0,0）,v1000,fine,tool0;
MoveAbsJphome\NoEOffs,v1000,fine,tool0;
ENDPROC
PROCxia（）
MoveAbsJphome\NoEOffs,v1000,fine,tool0;
MoveLOffs（p_get_fang{1},-100,0,0）,v1000,fine,tool0;
MoveLOffs（p_get_fang{1},0,0,0）,v1000,fine,tool0;
WaitTime1;
SetD652_15_OUT8;
WaitTime1;
ResetD652_15_OUT9;
WaitTime1;
MoveLOffs（p_get_fang{1},-100,0,0）,v1000,fine,tool0;
MoveLOffs（p_get_fang{2},0,0,100）,v1000,fine,tool0;
MoveLOffs（p_get_fang{2},0,0,0）,v1000,fine,tool0;
WaitTime1;
ResetD652_15_OUT8;
WaitTime1;
MoveAbsJphome\NoEOffs,v1000,fine,tool0;
ENDPROC
PROCjg（）
SetD652_15_OUT4;
SetD652_15_OUT13;
WaitTime5;
ResetD652_15_OUT13;
SetD652_15_OUT12;
WaitTime5;
ResetD652_15_OUT12;
SetGripper_Enable_OUT;
WaitTime1;
ResetGripper_Enable_OUT;
ENDPROC
ENDMODULE
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