机器人自动上下料轮毂压装控制系统设计(附件)【字数：8350】
摘 要日常的生产生活中，精度要求不是很重要，但是对化工和科学研究过程中，精度反而是最重要的，但温度控制系统工艺庞杂且反复无常，具有不可控性。因此我们需要一种更加先进更加有效的控制方法。 本文主要介绍了由四轴机器人、六轴机器人、CCD传感器以及触摸屏相结合，如何利用触摸屏控制PLC与模拟量模块等设计出机器人自动上下料安装轮毂系统。同时利用了信捷PLC编程，软件高效且先进，还集成了组态和仿真，使编程和调试更加的方便快捷。
目录
引 言 1
（一） 课题研究目的 1
（二） 课题研究现状 1
一、硬件组成 3
二、控制系统模块组成 14
（一）任务选用模块 14
（二）设备组成 14
三、控制系统软件设计 16
（一）PLC信号配置 16
（二）机器人信号配置 17
（三）控制系统程序设计 18
四、触摸屏控制设计 21
总 结 24
谢 辞 25
参考文献 26
附录一： 27
SCARA机器人的程序 27
附录二： 32
六轴机器人的程序 32
附录三： 38
视觉检测系统的程序 38
引 言
（一） 课题研究目的
采用模块化、开放式设计，由工业机器人基础操作台和集成模块两部分组成；其中，工业机器人基础操作台主要由四、六轴机器人、工业视觉相机、移动机器人AGV、PLC控制单元、触摸屏等组成，主要功能为完成各种集成模块产品的传输、识别、装配、检测与入库任务；集成模块根据装配任务的不同，分为七个模块，其中各个模块由相对应的原材料库、成品库、传送机构和工装夹具构成；在进行不同的装配任务中，将对应模块安放在工业机器人基础操作台上。
（二） 课题研究现状
国际标准化组织（ISO）对机器人的定义为“机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖人的干预”。工业机器人多是面向工业领域采用多关节机械手或多自由度的机器人，是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各项功能的一种机器；它接受指令后，将按 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
照设定的程序执行运动路径和工作。随着我国工业发展越来越快，国外的应用范围也越来越广：食品、药品、环境、电子、汽车、重工。工业机器人的主要功能是：制造、包装、搬运、抓举、冲压、打磨抛光、焊接，甚至是水下作业。
1、国内外工业机器人发展状况
工业机器人从1960年开始，经过50年发展，工业机器人是高端制造装备的重要组成部分，它的技术附加值高，应用范围广，是我国先进制造业的重要支撑技术和信息化社会的重要生产装备，对生产和社会发展及增强军事国防实力都具有十分重要的意义。
随着我国劳动力成本的逐年增加，老龄化社会的到来，可进行传统加工制造业的一线工人将保持逐年减少的趋势，同时社会服务的成本将增加，我国对工业机器人及自动化加工装备的需求将逐步增加。国际制造环境竞争的日益激烈，客户可定制、柔性加工制造、成本投入与效率提高、整合全球资源逐渐成为制造业竞争力的核心要素。我国工业机器人的市场需求是刚性与持续的。?
从二十世纪80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，从单纯的研发机器人技术向机器人技术与自动化工艺装备扩展，将中心任务定义为“研究和开发面向先进制造的机器人制造单元及系统、自动化装备、特种机器人，促进传统机器的智能化和机器人产业的发展，提高我国自动化技术的整体水平”。
我国自2013年起成为全球最大的工业机器人消费市场，但高端机器人市场长期被国外品牌垄断，国产工业机器人以中低端产品为主且仅占市场份额的30%左右。从产业链来看，产业附加值高的上游几乎被日本和德国企业垄断，产业链中游成为各国争夺的焦点，而我国主要集中在下游集成应用环节。
我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外有差距；在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人，约占全球安装台数的0.5%。
综合来看，我国工业机器人核心零部件国产化的趋势已经开始初步显现，但技术和经验积累还需要一定时间，大多数企业还处于小批量生产和推广应用阶段。而从2013年德国政府推出“工业4.0战略”开始，全球各主要国家均以机器人作为重要切入点来推动产业转型升级。他们在工业机器人领域有着长期深入的技术积累，以及紧跟时代的创新能力，逐渐形成了各具特色的技术创新路线和产品，并构建了核心竞争力。
一、硬件组成
（一）四轴机器人
四轴工业机器人SCARA具有高精度特性，实用性强等特点。有三个旋转关节，轴线相互平行，在平面内进行定位和定向。另一个关节是移动关节，用于完成末端件在垂直于平面的运动，同时由于重复定位精度最高达到±0.015mm，在大型工业生产企业中应用非常广泛。
图11 工程树
QC400 控制器编程主要围绕工程树展开，如图11所示。
运行程序时，安全起见，首先应离线仿真，即程序运行，机器人不运动，可以通过轨迹跟踪界面监控程序逻辑性以及点位是否能够到达；同时机器人运动速度不要设置过大，速度倍率设定 50%适宜。
（1）离线仿真：钥匙打到自动挡（A），机器人图表 “/”为灰色，则为离线仿真，点击“启动”按钮，若程序运行正常，轨迹监控界面可查看到机器人离线仿真轨迹；如表11所示为各仿真按钮示意图。
表11 离线仿真按钮示意图
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逐过程运行程序
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逐语句运行程序
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启动程序（与启动按钮功能一样）
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目录
引 言 1
（一） 课题研究目的 1
（二） 课题研究现状 1
一、硬件组成 3
二、控制系统模块组成 14
（一）任务选用模块 14
（二）设备组成 14
三、控制系统软件设计 16
（一）PLC信号配置 16
（二）机器人信号配置 17
（三）控制系统程序设计 18
四、触摸屏控制设计 21
总 结 24
谢 辞 25
参考文献 26
附录一： 27
SCARA机器人的程序 27
附录二： 32
六轴机器人的程序 32
附录三： 38
视觉检测系统的程序 38
引 言
（一） 课题研究目的
采用模块化、开放式设计，由工业机器人基础操作台和集成模块两部分组成；其中，工业机器人基础操作台主要由四、六轴机器人、工业视觉相机、移动机器人AGV、PLC控制单元、触摸屏等组成，主要功能为完成各种集成模块产品的传输、识别、装配、检测与入库任务；集成模块根据装配任务的不同，分为七个模块，其中各个模块由相对应的原材料库、成品库、传送机构和工装夹具构成；在进行不同的装配任务中，将对应模块安放在工业机器人基础操作台上。
（二） 课题研究现状
国际标准化组织（ISO）对机器人的定义为“机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖人的干预”。工业机器人多是面向工业领域采用多关节机械手或多自由度的机器人，是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各项功能的一种机器；它接受指令后，将按 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
照设定的程序执行运动路径和工作。随着我国工业发展越来越快，国外的应用范围也越来越广：食品、药品、环境、电子、汽车、重工。工业机器人的主要功能是：制造、包装、搬运、抓举、冲压、打磨抛光、焊接，甚至是水下作业。
1、国内外工业机器人发展状况
工业机器人从1960年开始，经过50年发展，工业机器人是高端制造装备的重要组成部分，它的技术附加值高，应用范围广，是我国先进制造业的重要支撑技术和信息化社会的重要生产装备，对生产和社会发展及增强军事国防实力都具有十分重要的意义。
随着我国劳动力成本的逐年增加，老龄化社会的到来，可进行传统加工制造业的一线工人将保持逐年减少的趋势，同时社会服务的成本将增加，我国对工业机器人及自动化加工装备的需求将逐步增加。国际制造环境竞争的日益激烈，客户可定制、柔性加工制造、成本投入与效率提高、整合全球资源逐渐成为制造业竞争力的核心要素。我国工业机器人的市场需求是刚性与持续的。?
从二十世纪80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，从单纯的研发机器人技术向机器人技术与自动化工艺装备扩展，将中心任务定义为“研究和开发面向先进制造的机器人制造单元及系统、自动化装备、特种机器人，促进传统机器的智能化和机器人产业的发展，提高我国自动化技术的整体水平”。
我国自2013年起成为全球最大的工业机器人消费市场，但高端机器人市场长期被国外品牌垄断，国产工业机器人以中低端产品为主且仅占市场份额的30%左右。从产业链来看，产业附加值高的上游几乎被日本和德国企业垄断，产业链中游成为各国争夺的焦点，而我国主要集中在下游集成应用环节。
我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外有差距；在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人，约占全球安装台数的0.5%。
综合来看，我国工业机器人核心零部件国产化的趋势已经开始初步显现，但技术和经验积累还需要一定时间，大多数企业还处于小批量生产和推广应用阶段。而从2013年德国政府推出“工业4.0战略”开始，全球各主要国家均以机器人作为重要切入点来推动产业转型升级。他们在工业机器人领域有着长期深入的技术积累，以及紧跟时代的创新能力，逐渐形成了各具特色的技术创新路线和产品，并构建了核心竞争力。
一、硬件组成
（一）四轴机器人
四轴工业机器人SCARA具有高精度特性，实用性强等特点。有三个旋转关节，轴线相互平行，在平面内进行定位和定向。另一个关节是移动关节，用于完成末端件在垂直于平面的运动，同时由于重复定位精度最高达到±0.015mm，在大型工业生产企业中应用非常广泛。
图11 工程树
QC400 控制器编程主要围绕工程树展开，如图11所示。
运行程序时，安全起见，首先应离线仿真，即程序运行，机器人不运动，可以通过轨迹跟踪界面监控程序逻辑性以及点位是否能够到达；同时机器人运动速度不要设置过大，速度倍率设定 50%适宜。
（1）离线仿真：钥匙打到自动挡（A），机器人图表 “/”为灰色，则为离线仿真，点击“启动”按钮，若程序运行正常，轨迹监控界面可查看到机器人离线仿真轨迹；如表11所示为各仿真按钮示意图。
表11 离线仿真按钮示意图
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逐过程运行程序
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逐语句运行程序
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启动程序（与启动按钮功能一样）
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