CN108015788B - 工业机器人的运行控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业机器人的运行控制系统，所述的工业机器人(1)安装在机器人滑轨上；所述的控制系统是在所述的机器人滑轨的极限位置上设置行程开关或接近开关。本发明还公开了该控制系统的控制方法的技术方案。采用上述技术方案，实现高精度的定位(0.01mm)；使工业机器人能完成各种工业现场作业，工作灵活；滑轨采用行进技术，使系统阻尼系数、寿命提高、故障率减少；采用最新的PLC控制并容易与工业现场很多系统对接。

Description

工业机器人的运行控制系统及其控制方法

技术领域

本发明属于工业自动化生产设备的技术领域。更具体地，本发明涉及一种工业机器人的运行控制系统。本发明还涉及该控制系统的控制方法。

背景技术

随着科技的进步，工业机器人市场的大幕已经拉开，世界机器人市场的需求即将进人喷发期，中国潜在的巨大机械设备生产市场需求已初露端倪，工业机器人进军机床行业投资前景可期。

但是，由于目前的工业机器人的运动构件的结构和控制方式还不够合理，其准确性和灵活性还存在很大的不足。

发明内容

本发明提供一种工业机器人的运行控制系统，其目的是提高工业机器人的运动准确性和灵活性。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明的工业机器人的运行控制系统，所述的工业机器人安装在机器人滑轨上；所述的控制系统是在所述的机器人滑轨的极限位置上设置行程开关或接近开关。

所述的机器人滑轨上设置滑轨伺服电机；所述的工业机器人由所述的滑轨伺服电机驱动运行。

所述的滑轨伺服电机采用V80伺服电机，其技术参数为：电机转一圈所需脉冲数为1000个脉冲，电机转一圈滑轨的位移为28mm。

所述的控制系统在所述的机器人滑轨的极限位置上设置极限位置硬开关。

所述的控制系统在所述的机器人滑轨上设置滑轨参考位置开关。

所述的控制系统采用PLC。

所述的PLC采用32位的高速CPU226CN系列。

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的工业机器人的运行控制系统的控制方法，其技术方案是：

首先进行电源开关打开，然后包括以下分别进行的操作：自动开关启动按钮按下、手动开关操作、停止按钮按下、急停按钮按下；

在所述的手动开关操作时，运行指示灯亮；可以直接点动工业机器人左右、上下移动；发送手动运动状态到控制系统；

在所述的停止按钮按下时，停止指示灯亮；停止滑轨伺服电机输出；发送一个停止信号给控制系统；复位运行、自动、手动、待机状态；

在所述的急停按钮按下时，PLC处于停止状态；复位运行、自动、手动状态；

在所述的自动开关启动按钮按下时，发出一个自动状态信号到控制系统；检测工业机器人准备信号、安全位置信号；检测机床准备信号；上电取消各机床报警状态，使其处于准备状态；工业机器人准备信号为ON时，开始启动复位程序，复位完成后，发出机器人滑轨准备信号；

工作即将开始，此时为0步骤；然后分别进行以下两个过程：

1、从传输工位台抓料到机床上，等待上位机移动命令，指定需要走到哪个工位、移动到哪台机床，并给出一个动作信号；移动路径由上位机发送；移动时进行加、减速控制；

移动位置到达时，发送一个移动位置到达信号；等待工业机器人发送取料完成信号；

取料完成时，判断机器人滑轨需要移动到对应的机床放料位置，滑轨移动中熄灭位置到达信号；移动到对应的放料位置重新输出位置到达信号；

工业机器人开始放料；

2、从机床抓料到工位台上，等待上位机移动命令，指定需要走到哪个机床、移动到哪台工位台，并给出一个动作信号；移动路径由上位机发送；移动时进行加、减速控制；

移动位置到达时，发送一个移动位置到达信号；等待工业机器人发送取料完成信号；

取料完成时，判断机器人滑轨需要移动到对应的工位放料位置，滑轨移动中熄灭位置到达信号；移动到对应的放料位置重新输出位置到达信号；

工业机器人开始放料；

在上述两个过程中的工业机器人开始放料时，等待工业机器人发回放料完成信号；放料完成后，机器人滑轨发出待命信号至控制系统的PLC；工业机器人处于准备状态；机器人滑轨可复位找原点，也可直接待命进入下一加工路线；

返回所述的0步骤。

本发明采用上述技术方案，实现高精度的定位(0.01mm)；使工业机器人能完成各种工业现场作业，工作灵活；滑轨采用行进技术，使系统阻尼系数、寿命提高、故障率减少；采用最新的PLC控制并容易与工业现场很多系统对接。

附图说明

附图内容及图中的标记作简要说明如下：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中的机器人工作流程图。

图中标记为：

1、工业机器人，2、SQ1滑轨左硬限位，3、SQ2滑轨右硬限位，4、滑轨伺服电机，5、PX1滑轨左限位，6、PX2滑轨右限位，7、PX3滑轨右限位。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所表达的本发明的结构，为一种工业机器人的运行控制系统。该装置属于工业控制。

为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现提高工业机器人的运动准确性和灵活性的发明目的，本发明采取的技术方案为：

如图1所示，本发明的工业机器人的运行控制系统，所述的工业机器人1安装在机器人滑轨上；所述的控制系统是在所述的机器人滑轨的极限位置上设置行程开关或接近开关。

所述的机器人滑轨上设置滑轨伺服电机4；所述的工业机器人1由所述的滑轨伺服电机4驱动运行。

所述的滑轨伺服电机4采用V80伺服电机，其技术参数为：电机转一圈所需脉冲数为1000个脉冲，电机转一圈滑轨的位移为28mm。

所述的控制系统在所述的机器人滑轨的极限位置上设置极限位置硬开关。

所述的控制系统在所述的机器人滑轨上设置滑轨参考位置开关6。

所述的控制系统采用PLC。

所述的PLC采用32位的高速CPU226CN系列。

如图2所示，为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的工业机器人的运行控制系统的控制方法，其技术方案是：

首先进行电源开关打开，然后包括以下分别进行的操作：自动开关启动按钮按下、手动开关操作、停止按钮按下、急停按钮按下；

在所述的手动开关操作时，运行指示灯亮；可以直接点动工业机器人左右、上下移动；发送手动运动状态到控制系统；

在所述的停止按钮按下时，停止指示灯亮；停止滑轨伺服电机输出；发送一个停止信号给控制系统；复位运行、自动、手动、待机状态；

在所述的急停按钮按下时，PLC处于停止状态；复位运行、自动、手动状态；

在所述的自动开关启动按钮按下时，发出一个自动状态信号到控制系统；检测工业机器人准备信号、安全位置信号；检测机床准备信号；上电取消各机床报警状态，使其处于准备状态；工业机器人准备信号为ON时，开始启动复位程序，复位完成后，发出机器人滑轨准备信号；

工作即将开始，此时为0步骤；然后分别进行以下两个过程：

1、从传输工位台抓料到机床上，等待上位机移动命令，指定需要走到哪个工位、移动到哪台机床，并给出一个动作信号；移动路径由上位机发送；移动时进行加、减速控制；

移动位置到达时，发送一个移动位置到达信号；等待工业机器人发送取料完成信号；

取料完成时，判断机器人滑轨需要移动到对应的机床放料位置，滑轨移动中熄灭位置到达信号；移动到对应的放料位置重新输出位置到达信号；

工业机器人开始放料；

2从机床抓料到工位台上，等待上位机移动命令，指定需要走到哪个机床、移动到哪台工位台，并给出一个动作信号；移动路径由上位机发送；移动时进行加、减速控制；

移动位置到达时，发送一个移动位置到达信号；等待工业机器人发送取料完成信号；

取料完成时，判断机器人滑轨需要移动到对应的工位放料位置，滑轨移动中熄灭位置到达信号；移动到对应的放料位置重新输出位置到达信号；

工业机器人开始放料；

在上述两个过程中的工业机器人开始放料时，等待工业机器人发回放料完成信号；放料完成后，机器人滑轨发出待命信号至控制系统的PLC；工业机器人处于准备状态；机器人滑轨可复位找原点，也可直接待命进入下一加工路线；

返回所述的0步骤。

本装置应用于工业现场及柔性制造系统。它主要有伺服电机准确定位控制滑轨配送，有工业机器人负责组装，来实现当今各种各样的高精度的工业控制现场。

工业机器人能替代越来越昂贵的劳动力，同时能提升工作效率和产品品质。富士康机器人可以承接生产线精密零件的组装任务，更可替代人工在喷涂、焊接、装配等不良工作环境中工作，并可与数控超精密铁床等工作母机结合模具加工生产，提高生产效率，替代部分非技术工人。

使用工业机器人可以降低废品率和产品成本，提高了机床的利用率，降低了工人误操作带来的残次零件风险等，其带来的一系列效益也十分明显，例如减少人工用量、减少机床损耗、加快技术创新速度、提高企业竞争力等。机器人具有执行各种任务特别是高危任务的能力，平均故障间隔期达60000小时以上，比传统的自动化工艺更加先进。

在发达国家中工业机器人自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已大量使用工业机器人自动化生产线以保证产品质量和生产高效率。目前典型的成套装备有大型轿车壳体冲压自动化系统技术和成套装备、大型机器人车体焊装自动化系统技术和成套装备、电子电器等机器人柔性自动。

本装置就是基于高精度的柔性制造现场和设计发明的。其创新点及解决的问题如下：

1、实现高精度的定位(0.01mm)；

2、引入工业机器人能完成各种工业现场作业，工作灵活；

3、滑轨采用德国技术，使系统阻尼系数、寿命提高、故障率减少；

4、采用西门子PLC控制并容易与工业现场很多系统对接。

二、本发明的整体设计方案：

采用先进的工业机器人作业，PLC控制等过程，主要用于工业现场的配送组装环节。其主要技术指标如下：

1、交流电源：AC220V±10％50Hz；

2、使用环境温度：0℃～50℃；环境湿度：≤90％(25℃)；

3、气源工作压力：最小0.5Mbar，最大0.8Mbar；

4、V80伺服电机参数：电机转一圈所需脉冲数为1000个脉冲，电机转一圈的位移为28mm；

5、控制电源：DC24V/5A；

6、PLC主机：西门子CPU226CN系列；

7、工作环境：禁止腐蚀性，可燃性气体接触，防止导电尘埃；

8、电动机：交流伺服马达；

9、CPU：32位高速；

10、输入电源：200-220伏/2相。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种工业机器人的运行控制系统的控制方法，所述的工业机器人(1)安装在机器人滑轨上；所述的控制系统是在所述的机器人滑轨的极限位置上设置行程开关或接近开关；

所述的机器人滑轨上设置滑轨伺服电机(4)；所述的工业机器人(1)由所述的滑轨伺服电机(4)驱动运行；所述的滑轨伺服电机(4)采用V80伺服电机，其技术参数为：电机转一圈所需脉冲数为1000个脉冲，电机转一圈滑轨的位移为28mm；

所述的控制系统在所述的机器人滑轨的极限位置上设置极限位置硬开关；所述的控制系统在所述的机器人滑轨上设置滑轨参考位置开关(6)；

所述的控制系统采用PLC；所述的PLC采用32位的高速CPU226CN系列；

其特征在于：

所述的控制方法首先进行电源开关打开，然后包括以下分别进行的操作：自动开关启动按钮按下、手动开关操作、停止按钮按下、急停按钮按下；

在所述的手动开关操作时，运行指示灯亮；可以直接点动工业机器人左右、上下移动；发送手动运动状态到控制系统；

在所述的停止按钮按下时，停止指示灯亮；停止滑轨伺服电机输出；发送一个停止信号给控制系统；复位运行、自动、手动、待机状态；

在所述的急停按钮按下时，PLC处于停止状态；复位运行、自动、手动状态；

在所述的自动开关启动按钮按下时，发出一个自动状态信号到控制系统；检测工业机器人准备信号、安全位置信号；检测机床准备信号；上电取消各机床报警状态，使其处于准备状态；工业机器人准备信号为ON时，开始启动复位程序，复位完成后，发出机器人滑轨准备信号；

工作即将开始，此时为0步骤；然后分别进行以下两个过程：

1)、从传输工位台抓料到机床上，等待上位机移动命令，指定需要走到哪个工位、移动到哪台机床，并给出一个动作信号；移动路径由上位机发送；移动时进行加、减速控制；

移动位置到达时，发送一个移动位置到达信号；等待工业机器人发送取料完成信号；

取料完成时，判断机器人滑轨需要移动到对应的机床放料位置，滑轨移动中熄灭位置到达信号；移动到对应的放料位置重新输出位置到达信号；

工业机器人开始放料；

2)、从机床抓料到工位台上，等待上位机移动命令，指定需要走到哪个机床、移动到哪台工位台，并给出一个动作信号；移动路径由上位机发送；移动时进行加、减速控制；

移动位置到达时，发送一个移动位置到达信号；等待工业机器人发送取料完成信号；

取料完成时，判断机器人滑轨需要移动到对应的工位放料位置，滑轨移动中熄灭位置到达信号；移动到对应的放料位置重新输出位置到达信号；

工业机器人开始放料；

在上述两个过程中的工业机器人开始放料时，等待工业机器人发回放料完成信号；放料完成后，机器人滑轨发出待命信号至控制系统的PLC；工业机器人处于准备状态；机器人滑轨可复位找原点，也可直接待命进入下一加工路线；

返回所述的0步骤。

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