淺談自動(dòng)壓磚機(jī)與機(jī)器人之間的通信

許健文 彭釗明

摘 要：本文重點(diǎn)論述了自動(dòng)壓磚機(jī)與機(jī)器人之間的通信方法，詳細(xì)介紹了自動(dòng)壓磚機(jī)與機(jī)器人通信所需的連接信號(hào)及其定義。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)壓磚機(jī);機(jī)器人;通信信號(hào);PLC系統(tǒng)

1 前 言

自動(dòng)壓磚機(jī)是對(duì)均勻粉料施加一定壓力，使其形成磚坯的高效自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，是粉料壓制成型的核心設(shè)備，一般需要布料、取磚等設(shè)備配合組成全自動(dòng)化生產(chǎn)線。近年來，工廠生產(chǎn)智能化、自動(dòng)化要求越來越高，一方面要求生產(chǎn)效率高，一方面又要求產(chǎn)品能實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)。為滿足此種變化趨勢(shì)，選用機(jī)器人作為自動(dòng)壓磚機(jī)的取磚配套設(shè)備，將會(huì)是一個(gè)很好的選擇。當(dāng)選用機(jī)器人作為壓機(jī)配套設(shè)備，勢(shì)必會(huì)涉及到壓機(jī)系統(tǒng)與機(jī)器人系統(tǒng)如何協(xié)調(diào)工作的問題，本文將專門論述壓機(jī)與機(jī)器人之間的通信。

2 自動(dòng)壓磚機(jī)與機(jī)器人的通信方法

本文所說的自動(dòng)壓磚機(jī)采用PLC為控制核心，搭配觸摸屏作為人機(jī)交互界面，目前機(jī)器人與自動(dòng)壓磚機(jī)通信方法主要有以下3種。

2.1 采用“I/O點(diǎn)”硬連接線方式

這是最常用的一種通信方式，也是機(jī)器人標(biāo)配的通信模式，自動(dòng)壓磚機(jī)與機(jī)器人通信依靠傳輸DC24V信號(hào)的電纜線。壓機(jī)的PLC系統(tǒng)直接接收機(jī)器人發(fā)出的DC24V信號(hào)，此通信方式優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠，直觀方便，即使機(jī)器人系統(tǒng)出現(xiàn)意外停電等情況，壓機(jī)系統(tǒng)依然能夠單獨(dú)操作，而不會(huì)出現(xiàn)通信故障，缺點(diǎn)是當(dāng)需要通信的信號(hào)較多時(shí)，系統(tǒng)所需的實(shí)物連接線也需要較多。

2.2 采用現(xiàn)場(chǎng)總線的通信方式

采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式通信，主要有PROFIBUS、Modbus等RS485串行通信協(xié)議，自動(dòng)壓磚機(jī)與機(jī)器人通信依靠通信電纜。壓機(jī)的PLC系統(tǒng)直接識(shí)別機(jī)器人的通信地址，此通信方式優(yōu)點(diǎn)是配置靈活，連接線少，特別適合需要較多通信信號(hào)的情況，缺點(diǎn)是因?yàn)镻LC系統(tǒng)是通過GSD文件識(shí)別機(jī)器人的地址，PLC程序組態(tài)包含機(jī)器人部分，如果機(jī)器人系統(tǒng)出現(xiàn)意外停電等情況，壓機(jī)的PLC系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)通信故障，壓機(jī)系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)無法單獨(dú)操作。

2.3 采用工業(yè)以太網(wǎng)的連接方式

采用工業(yè)以太網(wǎng)通信，主要有PROFINET、EtherCAT等以太網(wǎng)通信協(xié)議，自動(dòng)壓磚機(jī)與機(jī)器人通信依靠網(wǎng)線。壓機(jī)的PLC系統(tǒng)直接識(shí)別機(jī)器人的IP地址，此通信方式優(yōu)點(diǎn)是通信速度快，連接線少，特別適合要求較多、較快通信信號(hào)的情況，缺點(diǎn)是壓機(jī)PLC系統(tǒng)需要支持工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。

機(jī)器人廠家是通過配置不同的通信卡，控制系統(tǒng)增加相應(yīng)的通信協(xié)議內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)以上3種不同的通信方式，因此選用哪一種通信方式，首先要充分考慮到本身壓機(jī)PLC系統(tǒng)的組態(tài)，然后找機(jī)器人廠家確定具體通信配置。

3 自動(dòng)壓磚機(jī)與機(jī)器人通信信號(hào)定義

壓機(jī)與機(jī)器人通信信號(hào)分為機(jī)器人輸出信號(hào)、機(jī)器人輸入信號(hào)即對(duì)應(yīng)壓機(jī)輸入信號(hào)和壓機(jī)輸出信號(hào)。因?yàn)楦鞣N自動(dòng)壓磚機(jī)實(shí)際工況各不相同，具體通信信號(hào)數(shù)量還要根據(jù)工藝要求適當(dāng)增加，本文只列出壓機(jī)與機(jī)器人之間最基本的通信信號(hào)及其定義。

3.1機(jī)器人輸出信號(hào)（對(duì)應(yīng)壓機(jī)輸入信號(hào)）

a.機(jī)器人程序運(yùn)行中

b.機(jī)器人程序暫停中

c.機(jī)器人有故障

d.機(jī)器人在原點(diǎn)位置

e.機(jī)器人在安全區(qū)域

f.機(jī)器人取磚完成

g.機(jī)器人碼垛完成

3.2 機(jī)器人輸入信號(hào)（對(duì)應(yīng)壓機(jī)輸出信號(hào)）

a.機(jī)器人程序暫停

b.機(jī)器人報(bào)警復(fù)位

c.機(jī)器人程序暫停后繼續(xù)

d.機(jī)器人程序啟動(dòng)

e.機(jī)器人程序停止

f.機(jī)器人運(yùn)行夾磚

g.壓機(jī)運(yùn)動(dòng)部件處于安全位置

4 壓機(jī)與機(jī)器人通信具體事例

以下采用發(fā)那科機(jī)器人，觸摸屏作為壓機(jī)的人機(jī)界面，采用I/O點(diǎn)通信來做一個(gè)具體實(shí)例講解，整個(gè)工作流程主要是壓機(jī)負(fù)責(zé)壓磚，機(jī)器人負(fù)責(zé)碼磚。通過壓機(jī)觸摸屏來同時(shí)操作壓機(jī)與機(jī)器人。

4.1 壓機(jī)與機(jī)器人協(xié)同工作布局

4.2 發(fā)那科機(jī)器人通信參數(shù)設(shè)置

發(fā)那科機(jī)器人通信設(shè)置主要是通過示教器，將已經(jīng)定義好的輸入輸出端子，一一映射到壓機(jī)程序上自定義功能的I/O端子上，定義好的輸入輸出端子功能無法更改，我們只需要了解清楚端子對(duì)應(yīng)的功能定義即可，具體如圖2、圖3。

4.3 連接I/O點(diǎn)接線板信號(hào)

將發(fā)那科配置的I/O點(diǎn)接線板信號(hào)連接到壓機(jī)PLC系統(tǒng)，具體如圖4。

4.4 組態(tài)通信畫面

在壓機(jī)觸摸屏上組態(tài)好通信畫面，具體參數(shù)如圖5。

完成以上步驟后，壓機(jī)與機(jī)器人的通信工作基本完成，通過壓機(jī)觸摸屏可以清楚了解到機(jī)器人程序的運(yùn)行情況，并在觸摸屏上實(shí)現(xiàn)機(jī)器人程序的外部啟動(dòng)、暫停、暫停后繼續(xù)、停止等功能，在正常生產(chǎn)過程中，客戶只需要通過壓機(jī)觸摸屏就能方便修改壓機(jī)參數(shù)，同時(shí)監(jiān)控機(jī)器人動(dòng)作。

5 結(jié) 語

綜合以上論述，本文所講的壓機(jī)與機(jī)器人通信內(nèi)容，適用于各種不同種類的自動(dòng)壓磚機(jī)與機(jī)器人配合，通過將機(jī)器人信號(hào)集成到壓機(jī)PLC系統(tǒng)，再將壓機(jī)系統(tǒng)連接到智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，壓機(jī)與機(jī)器人的實(shí)時(shí)信息就能自動(dòng)鏈接到客戶的ERP生產(chǎn)系統(tǒng)或者通過工業(yè)以太網(wǎng)，將設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀況傳送到客戶的ipad或手機(jī)上實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地監(jiān)控。

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