涂胶设备原理及KUKA机器人控制分析+MAKRO

机器人及PLC自动化应用 2020-07-13 9372

机器人及PLC自动化应用

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描述

自动涂胶定量机简介：SCA定量机可以看作是杜尔涂胶得简装版，原理上是一样的但技术上杜尔要更加的复杂，SCA故障判断和控制比较简单，而杜尔涂胶需要对它的原理进行了解后维修和调试会更加的容易，由于杜尔涂胶是网络可视化，因此需要掌握的知识要更多一些。

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KKDD定量控制盒， 由于杜尔涂胶使用CAN总线因此在定量机的终端设备会采用终端电阻。

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气动胶枪的行程可以监控:

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短珠电胶枪：

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为什么定量机电机要寻参:

无论是DURR还是SCA的涂胶设备,他们在关机断电后都要进行自动寻参,这是因为他们的定量机电机使用了增量试编码器,所以在关机重启后定量机电机会沿着固定的方向去寻参!这时要有寻参前提:

1.胶枪位置确定关闭,如果是电胶枪,则应该是电胶枪先校准完,再校准定量机 .

2.电机在反转寻参时,由于处于填胶状态,需要填胶阀打开.

3.CAN线路网络无故障,

4.机器人使能

---涂胶设备在断电重启后会自动寻参，但是前提是胶枪的闭合（对于DURR这种高级的涂胶设备）

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在涂胶定量机进行寻参的前提需要保证胶枪的位置是关闭的,气胶枪要好很多,一般不用寻参,电胶枪在设备断电启机会自动自动寻参,然后定量机再寻参.

电机胶枪之所以需要校正工具是因为，电机转子的转头需要有一个和胶枪嘴的正确安装位置，所以需要校正工具来清零，清零时电机不能得电旋转，清零后再校正电机。

喷射螺纹涂胶设备：

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螺旋喷胶的结构:

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定量机的压力报警要先于定量机的扭矩报警：

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清胶控制时序:

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清胶工作:

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IO时序控制：

E1527 准备就绪

A1529机器人开始控制涂胶设备-启动程序

A1530 机器人模拟运行（不带工具）

E1532  定量机1已加注              A1532更换定量机

E1533  定量机2已加注              A1533触发预压

E1534  清胶请求                         A 1534 清胶许可

E1535   清胶正在运行               A1535  冲洗

E1536  清胶已经结束

A1544 胶枪打开

E1545系统为开启状态             A1545系统部件启动

控制时序：

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进行涂胶工作:

先给入模拟量控制：

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ana1 ( EIN ) =VPROP: 312 [mm/Sek] OFFS:0[mV]  -胶量控制最多10V的机器人速度比

ana2 ( EIN ) =VPROP: 500 [mm/Sek] OFFS:0[mV]  -喷气量的控制最多10V的机器人速度比

bin10 ( EIN ) -涂胶的程序号

bin11 ( EIN ) -涂胶程序号里的段号

F523:用于带摆臂胶桶控制阀带先导阀

F524: 用于带摆臂胶桶控制阀不带先导阀

机器人的KLIN速度与ANA模拟设定的速度比为80%为最佳。

例如 VPROP: 250 机器人的速度是200。

如果电压下降并低于涂胶控制器参数的最小模拟量电压,会产生报警”机器人模拟值过低” 并引起程序中断

在路经程序中,确保每个编程的空间点不要太近,否则开关点将不清晰,此外,还会导致机器人不能达到它所设定的速度

涂胶条应用时,胶嘴与工件之间的距离与胶条的直径相近

在螺旋涂胶时,胶嘴和工件之间的距离要在30-40mm之间

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模拟量故障:在胶枪打开后不能检测到模拟量数值因此报错

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模拟量与机器人速度程序控制原理解析:

ana1 ( EIN ) =VPROP: 312 [mm/Sek] OFFS:0[mV]

VW(#ANAOUT,TRUE,2,1,312,0)

ANAOUT (MODE :IN,IFC_NO :IN,FACTOR :IN,OFFSET :IN )

- FACTOR=312  模拟量的值

- MODE=2    所用模拟量的类型算法

- IFC_NO=1  模拟量的号

- OFFSET=0  模拟量的补偿基值

- $VEL_ACT  当前机器人的轨迹速度

SWITCH  MODE

CASE 1   -直接发出给入模拟量的值

IF IFC_NO==1 THEN 

ANOUT OFFANA1   -关闭动态模拟量值-

ENDIF

.........

$ANOUT[IFC_NO]=FACTOR*1E-04-发出给入的模拟量的数值,=312*1e-04

CASE 2 -模拟量与速度相关联

SWITCH  IFC_NO

CASE 1

OFS1=OFFSET*1E-04

IF FACTOR==0 THEN -标准值的算法

FACTOR=2E+06

ENDIF

FAC1=1000/FACTOR  -正常输入值得算法 FACTOR=312

-按照标准格式发出的模拟量输出-

ANOUT ON ANA1=$VEL_ACT*FAC1+OFS1-打开模拟量机器人当前速度的又有关的算法，加上基数 

DELAY= ANA_DELAY1  是否推迟或提前发出模拟量

MINIMUM=-1  最大值最小值设置-1.0 至 +1.0 （相当于 -10 V 至 +10 V）。

MAXIMUM=1 

.....

CASE 3  通过传感器轨迹纠正轨迹动作

FAC1=OFFSET*1E-04  固定值

OFS1=FACTOR*1E-04 

SWITCH  IFC_NO

CASE 1

ANOUT ON ANA1=FAC1*$TECHVAL[3]+OFS1 -根据变量的测量值发出的模拟量

......

CASE 4 -固定变量值

IF FACTOR==0 THEN

V_PROP=2E+06

ELSE

V_PROP=1000.0/FACTOR

ENDIF

ENDSWITCH

-----------------------

KLIN VB=250[mm/s] Genau=50[mm] ACC=100% RobWzg=1 Base=1 SPSTrig=0[1/100s] P

BS A1544 ( EIN ) =!E15 Schaltpkt:0[mm]:-25[ms]  -胶枪打开

-当胶枪打开时,涂胶控制器开始接收机器人发出的模拟量,并根据模拟量值得大小控制定量机输出胶量进行改变.

-1.为什么不用PTP 而用直线KLIN呢? 应为PTP是点与点最近距离在移动过程中的速度不稳定的,所以模拟量的发出会时断时高,PTP的VB=100%的速度值与直线设定的速度是不同的.

-2. KLIN VB=250[mm/s]与ana1 ( EIN ) = VPROP: 312 [mm/Sek]的关系?

-直线距离的速度是250 也就是$VEL_ACT=250 而312是FAC1=1000/312

-公式: ANA1=$VEL_ACT*FAC1+OFS1;250*1000/312+0

-也就是说当VB=312[mm/s]时模拟的输出是最大的100%输出

---------------------------------

MAKRO50：

M30 = E14 & E24-机械安全+介质OK

M146 = E1529 + E15–KL1涂胶预压力建立

M148 = E1593 + E15–KL2涂胶预压力建立

-----------------------------------

MAKRO57：

F556 = EIN-短接E3846给PLC发出A27机器人主网OK

F522 = EIN-开启节能模式

F542 = EIN-涂胶KL1  -MIT_Kleben_1=TRUE激活URS_S里的涂胶功能

F336 = AUS-F_o_KL1_Trig=336- 激活反馈给PLC报警功能（温度和胶泵）

IF $FLAG[F_o_KL1_Trig] THEN

KL1_o_Nachtrig=TRUE

ELSE

KL1_o_Nachtrig=FALSE

ENDIF

F341 = EIN–没有使用

F346 = !E15 -F_m_KL1_SPUE=346在原位时才能清胶,空运转的时候不清胶.

IF MIT_KL1_SPUELEN OR$IN[I_KL1_anw_Sp] THEN  有F346或有E163 有

IF ($EXT==TRUE) AND $COULD_START_MOTIONAND $OUT[O_KL1_FRG_SP] THEN

-外部自动-监控开始接通-A1534请求清胶

IF $IN[I_KL1_ANF_SP] OR$IN[I_KL1_anw_Sp] THEN

-E1534请求清胶-E163PLC请求清胶

$OUT[O_KL1_SP_EIN]=TRUE –A1535清胶

$OUT[O_KL1_Sp_akt]=TRUE –A163给PLC发出机器人正在清胶

KL1_SPUELEN_AKTIV=TRUE

-激活F346后机器人不能再离开A15机器人原位,离开就关闭清胶-

F348 = AUS -控制是否激活A1540可以修复请求/ A1542测量启动

–AUS 不带自动恢复重涂

F350 = AUS -机器人控制添胶

F356 = AUS–固态胶枪-

IF $FLAG[F_m_KL1_stat] THEN

KL1_stat=TRUE选择固态胶枪

ELSE

KL1_stat=FALSE

ENDIF

F721 = !E15-机器人在零点位置时清胶

-------------------------------------------

AKROSPS()

A1527 = A10 -A10:RK100机器人接通-A1527涂胶准备请求-

A1528 = A12 –A12:机器人自动-A1528机器人控制涂胶自动-

F338 = !E1551 & A10 -E1551加热合格-F338 机器人驱动接通但没有加热-

F339 = (A1529 + A1535 + E9 & !E15 & !F336) & F338

-F339涂胶设备开始工作-A1529涂胶进程启动- A1535开始清胶-

A1547 = (F339 & !T20 + F337 + E168 + E9) & F542

- A1547泵复位-涂胶设备开始工作就复位泵-F542带涂胶设备

A1550 = (F339 & !T20 + F337 + E168 + E9) & F542& !E15

- A1550加热复位-涂胶设备开始工作就复位加热-E168PLC控制

-E168，-涂胶是从 E161开始

-FB252中    

                         

xS_HzNt   := (bVisuTasten = Byte#11) -开启加热-

R_TRIG_xS_HzNt      (CLK := xS_HzNt)

IF NOT(TP_EngspM_Ein.Q OR TP_EngspM_Aus.Q) THEN

IF R_TRIG_xS_EngspM.QAND xEngspM_Ein OR R_TRIG_EngspM_Aus.Q OR R_TRIG_xS_HzNt.Q THEN

-xEngspM_Ein-节能模式- R_TRIG_xS_EngspM-点一下开启节能模式再点一下就关闭节能模式 -

xEMode_Aus := True; -节能模式关闭-再按一次节能模式也能起到加人的作用

ELSIF R_TRIG_xS_EngspM.Q AND NOTxEngspM_Ein OR R_TRIG_EngspM_Ein.Q THEN

xEMode_Ein := True;

END_IF;

END_IF;

TP_EngspM_Aus(IN:= xEMode_Aus, PT := T#1.5s);-延迟1.5秒发出

ST_ROB.E129_224_Option[iK_Adress1]:= ST_ROB.E129_224_Option[iK_Adress1] ORSHL(IN:=BOOL_TO_BYTE(TP_EngspM_Aus.Q),N:=7) –关闭节能模式开启加热-

-E168被发出，各种关闭节能模式都能够能发出

------------------------------------------------

MAKRO180 –涂胶开始控制-

WARTEBIS E23 安全门请求进入等待

A161 = EIN 

t12 ( E15 ) = p18[1/10Sek]

WARTE BIS T12 + !E15

GOTO Label 1 = E15  -用于空运转跳步-

初始化

A1531 = AUS

A1535 = AUS

1539 = AUS

A1541 = AUS

A1543 = AUS

F337 = EIN  -泵和加热复位同时关闭节能模式

t10 ( EIN ) = -20[1/10Sek]

WARTE BIS E1524 & E1525 &E1526 & E1527 & E1528 & !E1546 & E1550 + T10

-E1524没有涂胶故障-E1525没有定量机故障-E1526没有涂胶设备故障-E1527涂胶设备准备

-E1528涂胶设备在自动-E1546节能模式启动-E1550加热开

F347 = T10

WARTE BIS E1524 & E1525 &E1526 & E1527 & E1528 & !E1546 & E1550

F347 = AUS

t10 ( EIN ) = -600[1/10Sek]

WARTE BIS E1532 & !F350 + F350 +T10

-E1532：定量机1填满 - F350没有使用

F347 =  T10

WARTE BIS E1532 & !F350 + F350 –F350控制自动填胶-

F347 = AUS

A1531 = E1531 & F350 –A1531自动填胶-胶不满发F350可自动填胶-

WARTE BIS !E1524 + !E1531 + !F350

-E1524没有故障-E1531 请求填满 -F350机器人控制填胶

F347 = !E1524  -没有涂胶准备-

WARTE BIS !E1531 + !F350

F347 = AUS

A1531 = AUS

t10 ( EIN ) = -5[1/10Sek]

WARTE BIS !E1530 & !E161 &!F525 + E1530 & (E161 + F525) + T10

-E1530反馈是否无工件运行-E161 不带涂胶工具-F525没有使用-

F347 = T10

WARTE BIS !E1530 & !E161 &!F525 + E1530 & (E161 + F525)

F347 = AUS

F337 = AUS

t10 ( EIN ) = -20[1/10Sek]

WARTE BIS A1505 & E1505 + !A1505& !E1505 + T10

WARTE BIS A1506 & E1506 + !A1506& !E1506 + T10

WARTE BIS A1507 & E1507 + !A1507& !E1507 + T10

WARTE BIS A1508 & E1508 + !A1508& !E1508 + T10

WARTE BIS A1509 & E1509 + !A1509& !E1509 + T10

WARTE BIS A1510 & E1510 + !A1510& !E1510 + T10

WARTE BIS A1511 & E1511 + !A1511& !E1511 + T10

WARTE BIS A1512 & E1512 + !A1512& !E1512 + T10  -程序号反馈

WARTE BIS A1505 + A1506 + A1507 +A1508 + A1509 + A1510 + A1511 + A1512 + T10

F347 = T10

WARTE BIS A1505 & E1505 + !A1505& !E1505

WARTE BIS A1506 & E1506 + !A1506& !E1506

WARTE BIS A1507 & E1507 + !A1507& !E1507

WARTE BIS A1508 & E1508 + !A1508& !E1508

WARTE BIS A1509 & E1509 + !A1509& !E1509

WARTE BIS A1510 & E1510 + !A1510& !E1510

WARTE BIS A1511 & E1511 + !A1511& !E1511

WARTE BIS A1512 & E1512 + !A1512& !E1512

WARTE BIS A1505 + A1506 + A1507 + A1508 + A1509 + A1510 + A1511 + A1512

-有程序号发出-

F347 = AUS

t10 ( EIN ) = -20[1/10Sek]

-- KL1 Ueberpruefung Parametertafel --

WARTE BIS A1513 & E1513 + !A1513 & !E1513 + T10

WARTE BIS A1514 & E1514 + !A1514 & !E1514 + T10

WARTE BIS A1515 & E1515 + !A1515& !E1515 + T10

WARTE BIS A1516 & E1516 + !A1516& !E1516 + T10

WARTE BIS A1517 & E1517 + !A1517& !E1517 + T10

WARTE BIS A1518 & E1518 + !A1518& !E1518 + T10

WARTE BIS A1519 & E1519 + !A1519& !E1519 + T10

WARTE BIS A1520 & E1520 + !A1520& !E1520 + T10

WARTE BIS A1513 + A1514 + A1515 + A1516 + A1517 + A1518 + A1519 + A1520 +T10

WARTE BIS F980 + T10  等待机器人速度100% 

F347 = T1

WARTE BIS A1513 & E1513 + !A1513& !E1513

WARTE BIS A1514 & E1514 + !A1514& !E1514

WARTE BIS A1515 & E1515 + !A1515& !E1515

WARTE BIS A1516 & E1516 + !A1516& !E1516

WARTE BIS A1517 & E1517 + !A1517& !E1517

WARTE BIS A1518 & E1518 + !A1518& !E1518

WARTE BIS A1519 & E1519 + !A1519& !E1519

WARTE BIS A1520 & E1520 + !A1520& !E1520

WARTE BIS A1513 + A1514 + A1515 + A1516 + A1517 + A1518 + A1519 + A1520

-程序段数有发出-

WARTE BIS F980  -F_OV_100=980- 机器人速度100%检查-

IF ($OV_PRO == 100) THEN –机器人速度100%时发出F980

$FLAG[F_OV_100]=TRUE

$OUT[O_R_n_OV]=FALSE -A28机器人不是100%速度

F347 = AUS

WARTE BIS E1551  -等待加热合格

t10 ( EIN ) = -5[1/10Sek]

WARTE BIS !E1529 + T10 

F347 = T10

WARTE BIS !E1529  -E1529检测预压力没有到达

F347 = AUS

A1529 = EIN  -涂胶控制开始—没有故障就建立预压-泵启动-加热开

t10 ( EIN ) = -60[1/10Sek]

WARTE BIS E1524 & E1528 &E1529 & !E1543 & E1526 + T10

F347 = T10

WARTE BIS E1524 & E1528 &E1529 & !E1543 & E1526

-E1543涂胶测量结束-在自动状态下没有故障，没有胶量故障

F347 = AUS

Label 1

----------------------------------------

MAKRO181 -涂胶结束控制

DEFFCTINT MAKRO181(ADV :IN)

A161 = EIN

t12 ( E15 ) = p15[1/10Sek]

WARTE BIS T12 + !E15

GOTO Label 1 = E15 -空运转不执行程序内功能

F342 = AUS

F343 = AUS

A1529 = AUS  -关闭机器人的控制-关闭预压

t10 ( EIN ) = -5[1/10Sek]

WARTE BIS !E1543 + T10 –等待没有E1543测量结束

F347 = T10

WARTE BIS !E1543

F347 = AUS

A1543 = EIN  -机器人控制涂胶设备涂胶测量可以结束

A1540 = AUS  -请求重新涂胶

A1542 = AUS  -测量开始

t10 ( EIN ) = -20[1/10Sek]

WARTE BIS E1543 + T10 –等待涂胶设备反馈测量结束

F347 = T10

WARTE BIS E1543 + E27  -E27跳过没有测量结束故障

F347 = AUS

A1543 = AUS

F347 = !E1524 + !E1525 + !E1526  -有故障

F343 = !E1526 –有涂胶故障

A161 = AUS

bin11 ( EIN ) = 1  -给涂胶设备程序段

F351 = E1531 & F350 & !F347 -E1531填胶请求-F351控制填胶

-由于F350没有使用,填胶由涂胶设备自己控制

Puls A1531 = Pegel5[1/10Sek]

Label 1

A1540 = AUS

A1542 = AUS

A161 = AUS

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