发那科机器人维修与锻造自动化

2020/7/27 14:51:19admin4

   友仪机电工程师熟悉各行业的机器人维修工作。在以往,锻造行业大都采用人工操作生产,由于锻造工件温度高,锻造过程中需要不停地喷脱模剂,导致劳动强度大,工作环境差。友仪针对锻造行业脏、累、苦问题,应用发那科机器人代替人工锻造,以适应制造业规模化生产,解决单调、重复的体力劳动,从而提高锻造产品的质量和效率。

一、硬件设计

   整个系统外围设备较多,需要与中频炉、去氧化皮机、5000T主压机、500T切边机以及可控冷却线共5个设备厂家的设备进行信号交换,信号逻辑复杂且主控制系统需要处理6台机器人的系统信号。因此,在此采用三菱Q02PLC作为主控CPU,三菱GS2110-WTBD触摸屏作为人机界面,配置QX40QY40P作为与外围设备信号交换的输入输出模块,配置QJ61BT11N通讯模块与机器人进行CC-Link数据通讯,为了方便以后的扩展,配置QJ71E71以太网模块,为MES系统留有以太网接口。

二、软件设计

软件主要包括三菱Q系列PLC的程序以及HMI的程序,在三菱GXWork2环境下编写。采用模块化编程方式,其中Main主循环程序,在程序的每个循环周期中逐条运行,分为接口程序模块和程序功能模块。接口程序模块在每个循环周期都会调用,主要包括1#--6#机器人的信号接口,去氧化皮机、5000T压机、500T压机以及可控冷却线的一些对接信号的功能块;程序功能模块主要是一些完成特殊功能的模块,包括触摸屏窗口自动跳转和切换、1#--6#机器人的CC-Link通讯、外围安全围栏的安全锁等安全信号以及实现锻造连线的循环停止功能。此外,还包括初始化组织块SETUP、报警诊断块Alarm

三、机器人程序编写

   发那科机器人程序主要分TPPC程序,其中TP程序主要是机器人动作示教点的移动程序,而PC程序不能通过示教器直接编写,需要通过仿真软件ROBOGUIDE进行编程,并编译成PC后缀名的不可打开的程序,因此机器人的一些特殊功能采用PC程序能够有效地进行关键技术的保护。针对锻造工艺流程,机器人的动作流程主要在TP程序中实现,对于机器人和压机之间保护的动作采用PC程序来实现。整条锻造连线共6台机器人,每台机器人的动作流程基本相似,机器人的正常工作流程程序采用示教器TP程序来完成。这里主要介绍锻造最后工序的6#机器人和流到下一工序的可控冷却线上料机器人的控制流程。

四、手爪控制设计

   锻造机器人搬运系统主要针对高温棒料,温度高达1000摄氏度,这就需要机器人手爪的耐高温性能比较好,在结构设计中需要充分考虑到气缸的隔热和耐高温。机器人在搬运热工件时不能长时间地接触热源,有时候还必须加手爪的沾水动作来进行有效降温。此外,机器人手爪在设计时采取了防空抓、防放错措施。机器人手爪上采用的气缸带有磁性开关,在手爪没有抓到工件时可以发出空抓信号;机器人调试完成后发生错放的概率极低,万一发生错放,机器人检测到工件与模具之间的硬性碰撞便会紧急停机,并发出警报。

五、伺服电机调试

   第一步,先将限位力矩调节至最小;第二步,接通使能,观察伺服电机是否运行正常,是否存在顺时针、逆时针来回旋转摆动的现象,如果没有出现这种情况,需要重新调整Pn191;第三步,在重新调整Pn191后,待伺服电机出现顺时、逆时来回摆动旋转的运转情况时,然后继续调整Pn190,直至伺服电机停止后,手动操作旋转轴,观察顺时、逆时旋转时是否有限位,若还没有调节出上述现象,可调整方向盘旋转角度进行多次测试直至限位正常。需要说明的是在步骤三中如果伺服电机转轴正反旋转到一定角度后出现顺同一方向旋转,也需要重新调整Pn191

限位正常后,即可在电脑上启动模拟驾驶程序测试进行模拟驾驶,力反馈信息会通过模拟驾驶程序经上述系统传递至方向盘。

六、结语

   友仪机电设计了一种直驱伺服模拟器系统,将方向盘通过快拆机构直接与伺服电机相连,通过控制系统将信号反馈给伺服电机,以此来驱动方向盘。该直驱伺服模拟器提高了传统模拟器的力反馈灵敏度以及力矩,使得模拟器接近于实际驾驶操作。

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