汽车电池装盘机器人系统设计
目录
引言 1
一、机器人系统的功能 2
二、硬件分析 2
（一）直角坐标机器人 2
（二）控制柜 3
（三）线体 11
（四）支架 11
三、控制软件设计 11
（一）机器人运行程序 11
（二）西门子plc 11
四、系统调试 11
（一）机器人启动 11
（二）使能上电及原点回位 13
(三)回待机点 13
(四)调试点位 14
五、故障处理 16
六、设备维护 17
（一）机器人和专机的清理与维护 17
（二）功能测量 17
（三）控制柜的保养 18
总结 19
参考文献 20
致谢 21
引言
汽车电池装盘机器人系统主要包括三个部分：1.机器人部分2.专机部分3.线体部分。硬件部分包括：直角坐标机器人，控制柜，支架，线体。控制软件设计包括：机器人示教程序和内部的PLC程序，西门子PLC程序。机器人系统是由机器人示教程序和内部的PLC控制的。调试时我也只参与了机器人点位的调试。 机器人系统的设计要和专机，线体三者实施信号交互，才能让机器人更高效的运行。
一、机器人系统的功能
1. 托盘到达目标线体后向专机发送货申请信号。
2. 专机接货申请，线体电机反转，送托盘进专机。
3. 中控室下发任务号后专机开始工作
4. 龙门架气缸下降发出托盘到位信号
5. 专机接收托盘到位信号，指拨器底座气缸推出插入托盘
6. 压 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
紧装置电机正转压紧到位
7. 机器人得到压紧装置的压紧到位信号开始取隔板
8. 压紧装置电机反转退回
9. 专机得到机器人取放隔板完成信号指拨器气缸拉开
10. 顶升块收到信号顶升，电池上升
11. 机器人收到任务取放电池
12．电池装盘完成机器人发出取放电池完成信号
13. 专机下面的顶升块下降，电池落下。
14. 指拨器底座气缸退出
15. 定位销气缸下降
16. 指拨器气缸缩回
17. 压紧装置电机转动压紧
18．机器人得到压紧装置的压紧到位信号开始放隔板
19．龙门架气缸上升
10. 专机发送送货申请信号
20.线体接货允许，专机正转托盘排出。
二、硬件分析
（一）直角坐标机器人
1．直角坐标机器人的概述
直角坐标机器人可以非常方便的用作各种自动化设备，完成如焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、分类、装配、喷码等一系列工作。这对于稳定，提高产品质量，提高劳动生产率，改善劳动条件和产品的快速更新换代有着十分重要的作用。
2.直角坐标机器人的构成
直角坐标机器人主要是由X轴，Y轴，Z轴和电机组成。此外还需要控制系统和夹具。
运动轴的驱动系统：驱动电机带动同步带运动，同步带带动运动滑块运动。
直线运动轴：主要由直线导轨材料为铝材或者钢材，运动滑块，和带动滑块运动的同步带组成。
直角坐标机器人的控制系统：机器人要完成抓取，加速运动，减速运动，高速运动的动作时，就要通过设备通过通讯或者I/O口实现。主要的控制系统是;plc, I/O口的驱动电机，和数控系统。
直角坐标机器人的夹具：它的夹具可能是气动吸盘，气动夹取夹具，电动夹取夹具，根据不同需要而定。
（二）控制柜
1.上电准备工作
（1）检查急停开关是否复位；逆时针旋转复位。
（2）手动/自动开关打到手动；向左为手动，向右为自动。
（3）灯亮有报警信息（如图2-1），如有报警信息请按复位按钮；
图2-1故障报警
2.电器柜上电
(1）按下电源上电按钮，系统上电，系统上电后电源上电灯会亮；
(2）上电正常；如图2-2
图2-2上电正常指示灯
3.上电过程中要注意如下几点
（1）紧急状况下，拍下急停按钮，系统断电。
（2）系统复位按钮：按下系统复位，可复位故障信息。
（3）急停复位按钮：按下急停复位。
（4）蜂鸣器复位按钮：按下可在故障发生时停止蜂鸣器。
（5）灯测试按钮：按下指示灯全亮，检测指示灯是否无输出。
（6）HOME循环按钮：按下设备回到HOME点，即设备初始位置。
（7）系统暂停按钮按下专机和机器人进入暂停状态，再次按下暂停状态取消。
4.自动启动
（1）将手动/自动按钮切换到自动位置后，控制面板显示状态如下图2-3所示，
图2-3手动/自动按钮
图2-3控制面板指示灯
（2）按下系统启动按钮系统启动，控制面板状态下图图2-4所示。
图2-4系统启动按钮
图2-4控制面板指示灯
5.自动状态及单机控制（HMI）
（1）主画面
图3-1主画面
（2）状态显示区： 如图3-2
图3-2状态显示区
主画面左侧区域为状态显示区，主要显示设备的工作状态，每个工作状态对应一种颜色，例如：故障是紫色，准备好是黄色，运行是绿色。
（3）专机选择区： 如图3-3
图7-3标志位
3.接货申请:平时状态时底色是黄色，专机收到线体发送的接货申请信号后底色变成蓝色。
4.接货允许:平时状态时底色是黄色，专机发送给线体的接货允许信号后专机允许线体输送新托盘，同时启动新托盘送入传送信号，底色变成蓝色。
3．托盘完成送出任务后空托盘无法进入，检查堆垛机操作台显示屏有无“申请进货”信号，有“申请进货”信号时机器人才能进空托盘；若在循环过程中，机器人没有产生“允许进货”以及“申请出货”信号给堆垛机，请联系上位机相关调试人员。（拘束机的“申请进货”以及“申请出货”都需要堆垛机以及上位机两方的信号确认才能完成信号的申请）
引言 1
一、机器人系统的功能 2
二、硬件分析 2
（一）直角坐标机器人 2
（二）控制柜 3
（三）线体 11
（四）支架 11
三、控制软件设计 11
（一）机器人运行程序 11
（二）西门子plc 11
四、系统调试 11
（一）机器人启动 11
（二）使能上电及原点回位 13
(三)回待机点 13
(四)调试点位 14
五、故障处理 16
六、设备维护 17
（一）机器人和专机的清理与维护 17
（二）功能测量 17
（三）控制柜的保养 18
总结 19
参考文献 20
致谢 21
引言
汽车电池装盘机器人系统主要包括三个部分：1.机器人部分2.专机部分3.线体部分。硬件部分包括：直角坐标机器人，控制柜，支架，线体。控制软件设计包括：机器人示教程序和内部的PLC程序，西门子PLC程序。机器人系统是由机器人示教程序和内部的PLC控制的。调试时我也只参与了机器人点位的调试。 机器人系统的设计要和专机，线体三者实施信号交互，才能让机器人更高效的运行。
一、机器人系统的功能
1. 托盘到达目标线体后向专机发送货申请信号。
2. 专机接货申请，线体电机反转，送托盘进专机。
3. 中控室下发任务号后专机开始工作
4. 龙门架气缸下降发出托盘到位信号
5. 专机接收托盘到位信号，指拨器底座气缸推出插入托盘
6. 压 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
紧装置电机正转压紧到位
7. 机器人得到压紧装置的压紧到位信号开始取隔板
8. 压紧装置电机反转退回
9. 专机得到机器人取放隔板完成信号指拨器气缸拉开
10. 顶升块收到信号顶升，电池上升
11. 机器人收到任务取放电池
12．电池装盘完成机器人发出取放电池完成信号
13. 专机下面的顶升块下降，电池落下。
14. 指拨器底座气缸退出
15. 定位销气缸下降
16. 指拨器气缸缩回
17. 压紧装置电机转动压紧
18．机器人得到压紧装置的压紧到位信号开始放隔板
19．龙门架气缸上升
10. 专机发送送货申请信号
20.线体接货允许，专机正转托盘排出。
二、硬件分析
（一）直角坐标机器人
1．直角坐标机器人的概述
直角坐标机器人可以非常方便的用作各种自动化设备，完成如焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、分类、装配、喷码等一系列工作。这对于稳定，提高产品质量，提高劳动生产率，改善劳动条件和产品的快速更新换代有着十分重要的作用。
2.直角坐标机器人的构成
直角坐标机器人主要是由X轴，Y轴，Z轴和电机组成。此外还需要控制系统和夹具。
运动轴的驱动系统：驱动电机带动同步带运动，同步带带动运动滑块运动。
直线运动轴：主要由直线导轨材料为铝材或者钢材，运动滑块，和带动滑块运动的同步带组成。
直角坐标机器人的控制系统：机器人要完成抓取，加速运动，减速运动，高速运动的动作时，就要通过设备通过通讯或者I/O口实现。主要的控制系统是;plc, I/O口的驱动电机，和数控系统。
直角坐标机器人的夹具：它的夹具可能是气动吸盘，气动夹取夹具，电动夹取夹具，根据不同需要而定。
（二）控制柜
1.上电准备工作
（1）检查急停开关是否复位；逆时针旋转复位。
（2）手动/自动开关打到手动；向左为手动，向右为自动。
（3）灯亮有报警信息（如图2-1），如有报警信息请按复位按钮；
图2-1故障报警
2.电器柜上电
(1）按下电源上电按钮，系统上电，系统上电后电源上电灯会亮；
(2）上电正常；如图2-2
图2-2上电正常指示灯
3.上电过程中要注意如下几点
（1）紧急状况下，拍下急停按钮，系统断电。
（2）系统复位按钮：按下系统复位，可复位故障信息。
（3）急停复位按钮：按下急停复位。
（4）蜂鸣器复位按钮：按下可在故障发生时停止蜂鸣器。
（5）灯测试按钮：按下指示灯全亮，检测指示灯是否无输出。
（6）HOME循环按钮：按下设备回到HOME点，即设备初始位置。
（7）系统暂停按钮按下专机和机器人进入暂停状态，再次按下暂停状态取消。
4.自动启动
（1）将手动/自动按钮切换到自动位置后，控制面板显示状态如下图2-3所示，
图2-3手动/自动按钮
图2-3控制面板指示灯
（2）按下系统启动按钮系统启动，控制面板状态下图图2-4所示。
图2-4系统启动按钮
图2-4控制面板指示灯
5.自动状态及单机控制（HMI）
（1）主画面
图3-1主画面
（2）状态显示区： 如图3-2
图3-2状态显示区
主画面左侧区域为状态显示区，主要显示设备的工作状态，每个工作状态对应一种颜色，例如：故障是紫色，准备好是黄色，运行是绿色。
（3）专机选择区： 如图3-3
图7-3标志位
3.接货申请:平时状态时底色是黄色，专机收到线体发送的接货申请信号后底色变成蓝色。
4.接货允许:平时状态时底色是黄色，专机发送给线体的接货允许信号后专机允许线体输送新托盘，同时启动新托盘送入传送信号，底色变成蓝色。
3．托盘完成送出任务后空托盘无法进入，检查堆垛机操作台显示屏有无“申请进货”信号，有“申请进货”信号时机器人才能进空托盘；若在循环过程中，机器人没有产生“允许进货”以及“申请出货”信号给堆垛机，请联系上位机相关调试人员。（拘束机的“申请进货”以及“申请出货”都需要堆垛机以及上位机两方的信号确认才能完成信号的申请）
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