工业机器人真正的应用是用在生产线上(如汽车组装生产线、半导体硅片搬运等),机器人单机各种搬运动作轨迹等都调试好了,还要配合生产线上的动作要求,也就是还要和PLC连接进行通讯,双方交互信号,PLC什么时候让机器人去搬运,机器人搬运完成通知PLC,通过这样的交互通讯,机器人即可作为整条生产线上的“一员”,和生产线的上的其他机构完成整个生产任务。
一、工业机器人与PLC的通讯连接
如果我们既掌握了工业机器人的编程,又掌握了PLC的 控制技术,那么通过PLC控制机器人就显得非常简单了。只要将工业机器人和PLC有效地连接起来并进行相互之间的信号传输即可。
工业机器人与PLC之间的通讯传输有“I/O”连接和通讯线连接两种,下面以最常用的机器人与PLC之间使用“I/O”连接的方式介绍其控制方法。
如果我们既掌握了工业机器人的编程,又掌握了PLC的控制技术,那么通过PLC控制机器人就显得不难了。只要将工业机器人和PLC有效地连接起来让它们相互之间进行信号传输即可。工业机器人与PLC之间的通讯传输信号方式有“I/O”连接和通信线连接两种。
工业机器人与PLC之间以“I/O”连接方式传输信号
PLC的信号分有:数字量输入(DI)信号、数字量输出(DO)信号、模拟量输入(AI)信号、模拟量输出(AO)信号
工业机器人的信号有:数量输入(DI)信号、数字量输出(DO)信号、模拟量输入(AI)信号、模拟量输出(AO)信号等等信号(不同品牌机器人,还分有其它的信号)
下面我们以数字量信号传输为例,并以西门子S7-1200与发那科机器人I/O信号传输为例讲解:硬件连线:
PLC 机器人
Q0.0 ----DI[1]
I0.0 ----DO[1]
PLC这端,按下启动按钮,PLC端编程让Q0.0有输出信号给到机器人的DI[1],机器人接收到DI[1]信号,开始按已编辑好的轨迹动作;动作完成后,机器人端,让DO[1]置1输出信号给PLC的I0.0,PLC接收到I0.0信号(判断机器人动作已完成)可以继续下一步的动作。。。
以此类推,当PLC与机器人相互关联的I/O信号更多时,即可配合实现更多复杂的动作需求。工业机器人与PLC之间以通信方式传输信号
PLC端可以通过CPU集成的通信接口,或扩展通信模块方式增加通信的功能,
机器人端可以通过主板集成的通信接口,或扩展通信板方式增加通信的功能,
以发那科工业机器人为例,通常可以实现的与多种PLC之间通信方式有,
(1)ProfiNET通信
(2)Profibus DP通信
(3)CC-LINK通信
(4)Ethernet/IP通信
(5)DeviceNET通信
双方通信的步骤:
下面我们以西门子S7-1500与发那科机器人间做ProfiNET通信为例讲解(此处以简略文字描述):
1)硬件环境
S7-1500CPU集成有ProfiNET通信口,支持做ProfiNET通信
机器人端扩展一块ProfiNET通信板,支持做ProfiNET通信
2)硬件连线
网线直连,普通网线的一头插S7-1500 ProfiNET通信口,另一头插机器人ProfiNET通信板的通信口
3)参数设置
PLC端,在S7-1500硬件组态中,安装FANUC机器人profinet GSD文件,在组态窗口把机器人挂到ProfiNET网络上,并分别设置好双方的这样,根据项目的要求,即可通过PROFINET通信方式,当PLC需要给机器人信号时,通过QB256发送给机器人,而机器人需要反馈信号给PLC时,通过DO[1-8]发送给PLC,实现了信号的输送。
服务机器人可以说是机器人家族中的一个年轻成员,相对于工业机器人来讲,服务机器人在国内发展阻力更小,一方面是产品需要针对特定市场进行开发,另一方面是在国外大部分公司也是于前期研发阶段,这也在时间上给予了本土公司大力发展的机会。下面小编给大家介绍一下服务机器人可以提供哪些服务?
服务机器人功能
1.语音对话,闲聊库、企业知识库,毫秒级别响应速度,解答用户疑问。
2.身份识别,通过人脸识别、证件识别,实现身份安全监测。
3.室内引领,简单智能建图,自主避障,实现室内定点引领。
4.场景展示,以九宫格的形式展示企业文化及宣传内容。
5.热敏打印,打印定制票据,例如:排队小票、订餐小票等。
6.唱歌跳舞,随歌舞动,放松心情,吸引客流量。
随着科学技术的不断发展,越来越多的行为与工作由服务机器人替代恐怕是不可阻挡的大势。加上人工智能技术的进步,更多的一些新技术也将逐步应用在机器人硬件技术上。随着人工智能的发展,它也会变得越来越聪明,他们能做的事情也越来越多。
服务机器人分类:
讲解版,讲解版的手臂自由度高达20个,机身360°旋转,解锁服务新姿势,尽显科技硬核。
大屏版,大屏版服务机器人首次采用27寸超高清大屏,适用各类应用场景,实现人机零界限交互体验。
标准版,标准版服务机器人机身高度150cm,具有丰富的人机交互体验,是企业服务的实用之选。
摘要 在工业上,自动控制系统有着广泛的应用,如工业自动化机床控制,计算机系统,机器人等。而工业机器人是相对较新的电子设备,它正开始改变现代化工业面貌。本设计为三自由度圆柱坐标型工业机器人,其工作方向为两个直线方向和一个旋转方向。在控制器的作用下,它执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线这一简单的动作,本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。关键词:三自由度,圆柱坐标,工业机器人第一章 绪论 机器人工程是近二十多年来迅速发展起来的综合学科。它集中了机械工程、电子工程、计算机工程、自动控制工程以及人工智能等多种学科的最新研究成果,是当代科学技术发展最活跃的领域之一,也是我 国科技界跟踪国际高科技发展的重要方面。工业机器人的研究、制造和应用水平,是一个国家科技水平和经济实力的象征,正受到许多国家的广泛重视。目前,工业机器人的定义,世界各国尚未统一,分类也不尽相同。最近联合国国际标准化组织采纳了美国机器人协会给工业机器人下的定义:工业机器人是一种可重复编程的多功能操作装置,可以通过改变动作程序,来完成各种工作,主要用于搬运材料,传递工件。参考国外的定义,结合我国的习惯用语,对工业机器人作如下定义:工业机器人是一种机体独立,动作自由度较多,程序可灵活变更,能任意定位,自动化程度高的自动操作机械。主要用于加工自动线和柔性制造系统中传递和装卸工件或夹具。工业机器人以刚性高的手臂为主体,与人相比,可以有更快的运动速度,可以搬运更重的东西,而且定位精度相当高,它可以根据外部来的信号,自动进行各种操作。工业机器人的发展,由简单到复杂,由初级到高级逐步完善,它的发展过程可分为三代:第一代工业机器人就是目前工业中大量使用的示教再现型工业机器人,它主要由手部、臂部、驱动系统和控制系统组成。它的控制方式比较简单,应用在线编程,即通过示教存贮信息,工作时读出这些信息,向执行机构发出指令,执行机构按指令再现示教的操作。第二代机器人是带感觉的机器人。它具有寻力觉、触觉、视觉等进行反馈的能力。其控制方式较第一代工业机器人要复杂得多,这种机器人从1980年开始进入了实用阶段,不久即将普及应用。第三代工业机器人即智能机器人。这种机器人除了具有触觉、视觉等功能外,还能够根据人给出的指令认识自身和周围的环境,识别对象的有无及其状态,再根据这一识别自动选择程序进行操作,完成规定的任务。并且能跟踪工作对象的变化,具有适应工作环境的功能。这种机器人还处于研制阶段,尚未大量投入工业应用。 第2章 工业机器人的总体设计 2.1 工业机器人的组成及各部分关系概述 图2-1 工业机器人的组成图 它主要由机械系统(执行系统、驱动系统)、控制检测系统及智能系统组成。A、执行系统:执行系统是工业机器人完成抓取工件,实现各种运动所必需的机械部件,它包括手部、腕部、机身等。(1) 手部:又称手爪或抓取机构,它直接抓取工件或夹具。(2) 腕部:又称手腕,是连接手部和臂部的部件,其作用是调整或改变手部的工作方位。(3) 臂部:是支承腕部的部件,作用是承受工件的负荷,并把它传递到预定的位置。(4) 机身:是支承手臂的部件,其作用是带动臂部自转、升降或俯仰运动。B、 驱动系统:为执行系统各部件提供动力,并驱动其动力的装置。常用的机械传动、液压传动、气压传动和电传动。C、 控制系统:通过对驱动系统的控制,使执行系统按照规定的要求进行工作,当发生错误或故障时发出报警信号。D、检测系统:作用是通过各种检测装置、传感装置检测执行机构的运动情况,根据需要反馈给控制系统,与设定进行比较,以保证运动符合要求。 2.2工业机器人的设计分析2.2.1 设计要求综合运用所学知识,搜集有关资料独立完成三自由度圆柱坐标型工业机器人操作机和驱动单元的设计工作。原始数据:自动线上有A,B两条输送带之间距离为1.5m,需设计工业机器人将一零件从A带送到B带。零件尺寸:内孔 ¢100,壁厚 10,高 100。零件材料:45钢。2.2.2 总体方案拟定 在工业机器人的诸多功能中,抓取和移动是最主要的功能。这两项功能实现的技术基础是精巧的机械结构设计和良好的伺服控制驱动。本次设计就是在这一思维下展开的。根据设计内容和需求确定圆柱坐标型工业机器人,利用步进电机驱动和谐波齿轮传动来实现机器人的旋转运动;利用另一台步进电机驱动滚珠丝杠旋转,从而使与滚珠丝杠螺母副固连在一起的手臂实现上下运动;考虑到本设计中的机器人工作范围不大,故利用液压缸驱动实现手臂的伸缩运动;末端夹持器则采用内撑连杆杠杆式夹持器,用小型液压缸驱动夹紧。图2-3 机器人外形图2.2.3 工业机器人主要技术性能参数工业机器人的技术参数是说明其规格和性能的具体指标。主要技术参数有如下:A、抓取重量:抓取重量是用来表明机器人负荷能力的技术参数,这是一项主要参数。这项参数与机器人的运动速度有关,一般是指在正常速度下所抓取的重量。B、 抓取工件的极限尺寸:抓取工件的极限尺寸是用来表明机器人抓取功能的技术参数,它是设计手部的基础。C、 坐标形式和自由度:说明机器人机身、手部、腕部等共有的自由度数及它们组成的坐标系特征。D、运动行程范围:指执行机构直线移动距离或回转角度的范围,即各运动自由度的运动量。根据运动行程范围和坐标形式就可确定机器人的工作范围。E、 运动速度:是反映机器人性能的重要参数。通常所指的运动速度是机器人的最大运动速度。它与抓取重量、定位精度等参数密切有关,互相影响。目前,国内外机器人的最大直线移动速度为1000mm/s左右,一般为200~400mm/s;回转速度最大为180�0�2/s,一般为50�0�2/s。F、 定位精度和重复定位精度:定位精度和重复定位精度是衡量机器人工作质量的一项重要指标。G、编程方式和存储容量。 本设计中的三自由度圆柱坐标型工业机器人的有关技术参数见表1-1。表1-1机械手类型三自由度圆柱坐标型抓取重量2.69Kg自由度3个(1个回转2个移动)机座长120mm,回转运动,回转角180°,步进电机驱动 单片机控制腰部机构长680mm,伸缩运动,升降范围450mm,步进电机驱动 单片机控制手臂机构长826mm,伸缩运动,伸缩范围50mm,液压缸驱动 行程开关控制末端执行器液压缸驱动 行程开关控制本文来源于:
工业机器人系统是一种集硬件和软件于一体,硬件涉及伺服电机、伺服控制器、轴控制单元、比例阀、稳压阀以及计量泵等;而软件则是专业软件,比如DURR系列为3D-onsite\Intouch\Eco-Screen等,ABB系列则为Rob-studio等。