工业机器人焊接生产线的控制系统设计 中篇

机器人在西门子SIMATIC中Graph设计流程图如图4-2所示。

本项目的设计要求是用4台机器人对侧围内板进行焊接和搬运。本工位可以生产三种型号的侧围内板。为了便于描述，选取其中一个型号为E84的侧围内板作为描述。侧围内板整体结构图如图4-3，侧围内板的构成如图4-4所示。

E84由10块部件构成，分别为支撑板2990229/230、连接块2990471/472、侧围内板底板2990247/248、侧围内衬2990681/682, l7锁加强块2990007/008、侧围内板右底板2990357/358,侧围内板前挡块2990235/236、侧围B柱2990719/720、侧围加强板2991001 /002.

根据工艺要求和ROBCAD对工艺的模拟仿真，确定机器人02802的任务是: 

a.根据焊接程序，对E84和其他型号侧围内板进行焊接

b.执行更换焊枪操作

c.在达到生产设定次数时对电极帽进行打磨修整

d.在焊接次数达到设定要求时，更换电极帽并修整打磨电极帽。

该项目的功能要求是用02R01, 02R02, 02R03三台焊接机器人完成侧围内板的焊接，然后02R04七轴搬运机器人将焊接完成的侧围内板从41 FXO 1, 42FX01, 51 FXO 1, 52FX01,61 FXO 1, 62FX01这六种夹具台抓走，然后将焊接好的侧围内板放到02PT01的工作台上。02R02机器人拥有两把焊枪，随焊接程序要求更换焊枪。需要焊接的侧围内板的工件摆放在旋转台上，旋转台上有六种不同的夹具，分别为41 FXO 1, 42FX01, 51 FXO 1, 52FX01, 61 FXO 1,62FXOl 0 02802机器人还拥有一个电极帽打磨更换的装置02802-TDC 。

根据02R02机器人的工作任务对其进行顺序结构划分，机器人在进行任务之前要对其进行初始化，然后根据所接受到程序号执行相应程序，在完成相关程序后继续等待执行新的程序。    对02802机器人的工作任务划分成各子程序:

02R02机器人的1号程序:对侧围内板E84进行焊接(Welding E84)

02R02机器人的45号程序:电极帽打磨修整(Tip Dressing)

02R02机器人的46号程序:自动更换1号焊枪的电极帽(Tip Change Automatic Gun 1)    02R02机器人的47号程序:自动更换2号焊枪的电极帽(Tip Change Automatic Gun 2)    02R02机器人的51号程序:手动更换1号焊枪的电极帽(Tip Change Manual Gun 1)

02R02机器人的52号程序:手动更换2号焊枪的电极帽(Tip Change Manual Gun 2)

02R02机器人的62号程序:机器人抱闸测试((Brake Test)

由此可见02R02机器人有7个子程序。在用Graph设计时，将各子程序设计成步的分支。    设计Step1步骤:02R02机器人在执行程序之前需要将一些输入输出信号复位并将02R02机器人程序号设为0，即没有执行程序。这里复位“02R02_Start_Robot"信号。02R02机器人的Step 1步骤顺序控制图如图4-5所示。

设计Step50步骤:02R02机器人焊接侧围内板E84, 02R02机器人程序号号为1.如果PLC要求02R02机器人启动E84的焊接程序1，转换条件T50将导通，Step50启动02R02机器人1号程序。由于工艺要求，按照夹具61 FX01和夹具63FX01这里分为两个步骤分支。在02R02机器人启动焊接程序后，设置转换条件T51导通，执行Step51，检测夹具型号。T50转换条件由梯形图逻辑控制，在02R02机器人满足在原点、没有循环停止、机器人准备好启动、机器人在自动模式等条件后转换条件T50启动。执行Step50，将“02R02 PrgNr"写为1，置位启动信号“02R02_Start_Robot"。02R02机器人的Step50步骤顺序控制图如图4-6所示。

Step50的1号分支Step60逻辑设计:如果02R02机器人启动焊接程序是焊接job6,02R02机器人在完成job6的焊接后，02R02机器人将等待61 FX01夹具的使能信号，02R02机器人在完成job29的焊接后，02R01机器人就完成整个焊接任务，最后释放61 FX01。02R02机器人的Step60步骤顺序控制图如图4-7所示。

Step50的2号分支Step65逻辑设计:如果02R02机器人启动焊接程序是焊接job08,02R02机器人在完成job08的焊接后，02R02机器人将等待63FX01夹具的使能信号，02R02机器人在完成job30的焊接后，02R02机器人就完成整个焊接任务，最后释放61 FX01。02R02机器人的Step65步骤顺序控制图如图4-8所示。