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西門子1500plc高速計數在噴塗控製係統中的應用

作者:plc小王 來源:西門子plc 發布日期:2019-06-17 12:09 閱讀: 二維碼分享

  本文介紹了西門子S7-1500PLC高速計數在機器人噴塗控製係統和懸架行走機構總控製係統中的應用;從軟硬件設計方麵,結合現場調試實例,描述了關鍵功能的成功實現。

  一、項目簡介

  目前,航空產品的製造過程仍然是勞動密集型,工藝複雜,工作條件差,輔以大量夾具和手工製造,自動化能力不足。在“十三五”規劃和2025年智能製造發展的背景下,中航工業複合材料製造研究院在噴塗領域處於領先地位,利用機器人實現自動化生產,加快生產方式轉型升級,提高先進水平。製造設備。能力。

  該項目采用可移動懸浮噴射6軸機器人,安裝在3自由度笛卡爾坐標起重機上。它可以在噴房的範圍內(在噴房間:L30m&次; W9m&次; 6.5m)多個自由度的運動,如前,後,左,右,上下,旋轉,帶有噴槍放在機器人的手臂上,可以噴塗大型複合工件的外表麵。

  二、懸掛式機器人噴塗係統組成

  懸掛式機器人噴塗係統由總控製係統,起重機係統(懸掛行走機構),機器人係統,智能塗料供應係統和MCGS觸摸屏係統組成。係統網絡圖如圖1所示:

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  圖1機器人噴塗係統網絡圖

  起重機係統包括:1套縱向行走機構(X軸),1套橫向移動機構(Y軸),1套升降機構(Z軸)和電動伺服驅動係統,以及維修和檢查配件。設施。如圖2所示:

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  圖2起重機和機器人裝置圖

  智能塗料供應係統由虹吸管,隔膜泵,物料罐,過濾器,2KS,壓力調節器,空氣保護器等組成,是一套完整的塗料供應係統。它是噴霧係統的重要組成部分,負責原料的供應。調整預混比與原材料的重要作用是執行器的必要先決條件。該材料含有油漆,固化劑和清潔劑。

  該項目使用Staubli TX250係列6軸機器人,是***新的機器人。整個機器人係統由三個部件組成,包括控製器CS8C,機器人手臂(臂)和手動示教器(MCP)。

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  圖3機器人全視圖

  三、控製係統架構

   西門子plcS7-1500主控係統通過PROFINET總線與塗裝機器人係統,塗料供應係統和懸架行程係統進行通信,完成係統的整體控製,實時監控和操作係統運行狀態,並連續噴塗整個工件。plc控製係統架構如圖4所示。主控製係統硬件設備形式如下表1所示。

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  圖4係統硬件配置圖

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  表1主控製係統硬件設備表

  四、控製係統實現的功能

  頂置式機器人噴霧係統使得起重機係統和機器人噴霧係統能夠單獨操作。現場起重機可由操作麵板TP700操作,用於X,Y和Z軸伺服電機的上電,零點校準,絕對定位等。

  塗料供應係統的TP700可以顯示塗料水平,清洗劑水平,固化劑水平,管線壓力,電磁閥狀態,流體調節器狀態,2KS係統中各種塗料的自動配比,以及氣動泵。和防空保護等。

  機器人係統的現場屏幕TP700顯示X,Y,Z,RX,RY和RZ的六軸運動。現場教學盒可用於機器人的離線軌跡規劃。

  總控製係統能夠控製和顯示子係統的狀態。塗料供應係統可以自動執行顏色變化,進料和清潔操作。可以校正在懸架行進機構的運動期間產生的誤差。

  五、噴塗工藝流程及控製的技術要點

  懸掛機器人噴塗係統的噴塗過程如下:

  首先,起重機係統,塗料供應係統和噴塗係統準備就緒,工件進入指定位置,定位→係統檢測工件的實際位置→坐標配件→示教(手動調試程序)→開始運行,主控製器讀取油漆“工件”數據“,噴塗”軌跡號“並噴塗”配方確認“信號到機器人噴塗係統→機器人噴塗係統讀取噴塗”軌道編號“和顏色”配方編號“→機器人噴塗係統確定當前的噴塗公式,然後給出總控製位置1的“噴塗應用”信號→懸架係統的三軸分別到達指定位置1後,發送信號“天賜已到達噴塗位置”一般控製→2KS混合,機器人開始自動噴塗(調用噴塗程序1)→噴塗工件的1號區域,噴塗為c完成後,機器人在返回到HOME位置後停止,並且“繪製完成”信號被發送到一般控製→總控製器讀取“繪製完成”信號,轉換工件指針,並指向工件數據。 vehicle area地區rah。

  按照上述步驟,噴塗工件3號區域,4號區域......編號n區域,直到工件完成噴塗任務→機器人零點返回位置(HOME點),起重機返回原件位置,工件離線。

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  圖7噴塗工藝流程圖

  為了完成整個工件的連續噴塗,直到起重機返回其原始位置,主控製器S7-1500控製器作為整個係統***關鍵的核心部件,協調起重機和機器人係統的控製。當手動教學和調試機器人程序時,應通過主控製器的操作屏幕TP1200或工業計算機手動記錄每個區域中工件的X,Y,Z坐標值和機器人的軌道號。在中央控製。輸入,保存在總控製S7-1500PLC的數據塊中,當係統自動運行時,然後自動傳輸已經存儲在過程序列中的數據。

  由於工件的種類繁多,由不同工件劃分的區域的尺寸是不同的,並且每個區域是多個值。存儲數據的DB塊是數據的嵌套,即多個數組,因此DB塊的大小應該足夠大。為了滿足生產要求。如果一般控製選擇S7-300/400 PLC使用STEP7編程方法實現數據存儲和讀取,則很難通過TIA Portal的TIA編程方法選擇S7-1500PLC來實現該功能,這樣更方便而且容易。實現過程如下所述。

  建立工件過程數據表的過程:

  (1)。在TIA Portal V13SP1編程軟件下,添加一個新的“PLCdatatypes”(相當於在Step7中創建的用戶定義的DB塊),名為“Workpiece Recipe”,並添加“Trolley X Coordinates”(定義)整數數據類型),“ Trovan Y坐標“(定義為整數數據類型),”Trolley Z坐標“(定義為整數數據類型)和”機器人軌道號“(定義為字節數據類型),加上兩個備用數據以防止未來客戶添加新功能,“油漆配方號”(定義為Word數據類型)和“油漆流”(定義為整數數據類型),現在這兩個數據直接輸入到屏幕上供油漆係統直接接收。

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  圖8“工件配方”數據集

  (2)在Botu程序文件下添加全局類型的DB塊,數據編號為8,名稱為“工件處理表1”,打開數據塊,在其中添加名稱“工件數據”,數據類型在上麵建立。陣列“工件配方”的類型,範圍從1到200,如圖9所示,數據集擴展後如圖10所示。並檢查選項“保持”斷電。

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  圖9“工件處理表1”數據集設置

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  圖10“工件流程表1”數據集擴展

  (3)編寫實際的教學和填寫表格SCL程序:在Botu程序文件下添加功能功能塊FB63,定義輸入輸出界麵,X軸位置,Y軸位置,Z軸位置,機器人路徑編號,塗料編號,***大工件編號和HMI內存編號確認,計數指針和其他參數。接口參數如圖11所示:

  FB63的主要程序如下:

  IF#HMI確認脈衝=1AND#計數指針<=##***大工件數然後< P="">

  //將作為子程序的觸摸屏的IN端口的值輸入DB過程工件表

  “工件工藝表1”。工件數據[#count指針]。起重機X坐標:=#X軸位置;

  “工件工藝表1”。工件數據[#count指針]。起重機Y坐標:=#Y軸位置;

  “工件工藝表1”。工件數據[#count指針]。起重機Z坐標:=#Z軸位置;

  “工件工藝表1”。工件數據[#count指針]。機器人軌道號:=#機器人路徑號;

  “工件工藝表1”。工件數據[#count指針]。油漆配方編號:=#paint number;

  #count指針:=計數指針+1;

  //在每次輸入數組後,指針遞增1指向下一個位置

  END_IF;

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  圖11顯示了接口的實際接口參數。

  下麵是一個大型機翼的數據表,以及17個定點噴霧器來完成整個部件。

  編號X軸坐標值Y軸坐標值Z軸坐標值機器人軌跡編號

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  注意:X/Y/Z的單位是mm

  表2大翼教學數據表

  自動多陣列讀取過程

  這個過程比較複雜,包括讀出存儲在“工件過程表1”陣列DB8中的每組數據,然後將X軸位置,Y軸位置和Z軸位置傳遞給S7的S7。起重機係統通過PROFINET通訊。 -1200PLC,機器人軌道號通過PROFINET通訊傳輸到機器人係統的S7-1200PLC。根據懸掛式機器人噴塗係統的噴塗工藝流程。

  自動讀取工件流程表SCL程序:在Botu程序文件下添加功能塊FB91,定義輸入輸出接口。接口參數如圖12所示:

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  圖12自動讀取工件過程表接口參數

  FB91的一部分程序如下:

  IF #start signal pulse=1AND first step=0THEN

  #o天車X坐標:=“工件工藝表1”。工件數據[#i指定的開始步驟]。起重機X坐標;

  #o天車Y坐標:=“工件工藝表1”。工件數據[#i指定的開始步驟]。起重機Y坐標;

  #o天車Z坐標:=“工件過程表1”。工件數據[#i指定的開始步驟]。起重機Z坐標;

  #oRobot軌道號:=“工件處理表1”。工件數據[#i指定的開始步驟]。機器人軌道號碼;

  #opaint recipe number:=“工件工藝表1”。工件數據[#i指定的開始步驟]。油漆配方編號;

  #i指定開始步驟:=1;

  #count指針:=#i指定開始步驟;

  #oCheck表完成起重機的返回:=0;

  END_IF;

  六、結束語

  該項目使用西門子S7-1500PLC和TIA Portal軟件。 S7-SCL語言已廣泛用於編程過程。與西門子PLC的其他類型的編程語言相比,SCL在多陣列數據處理方麵具有明顯的優勢。回收控製任務更方便,不僅程序小,而且容易出錯,調試周期大大縮短。一般來說,S7-1500係列PLC用於項目開發過程,縮短了設計和調試周期,改善了設備調試。方法和效率是工業設備研發和製造的重要工具。

  係統投入運行後,設備運行狀態良好,控製可靠穩定,噴塗周期縮短,生產效率提高,工件塗層厚度均勻,工件均勻工人的強度大大降低。並改善了工作環境,並得到了複合材料和一線員工的領導認可。 


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