多工位kuka机器人焊接系统需要协调机器人与外部辅助设备之间的动作顺序,属于时序控制系统。时序控制系统中,一般以PLC为控制中枢,控制外围设备按照规定的时序动作。由于PLC控制系统中需要使用大量的1/O点,传统输入输出点需要很多连接线缆,这样就会造成系统运行不稳定,而且大量的1/O线缆会使控制柜内部看起来杂乱无章,如果其中一根I/0线缆出现损坏,整个系统就可能因此停止运行。现场总线的出现,很好地解决了这一问题。
在PROFIBUS通信类型中,又以Profbus-DP的应用*为广泛。Profibus-DP总线具有传输速度高、使用成本低、数据传输安全可靠等特点,主要用于时序控制系统中分布式IO设备与PLC之间的信号交五。采用现场总线通信方式,可节省大量I/O连接用线缆,降低控制成本。 机器人系统主要由两个供料kuka机器人、两个焊接kuka机器人和一个上料kuka机器人组成。每个机器人各有一个机器人控制柜,通过机器人示教器可以手动操纵机器人运动,修改机器人运动路径和参数。上料机器人两侧各有一上料毛坯架,上料机器人通过焊缝检测传感器检测焊缝位置,夹紧管桩端板毛坯后将其搬运至中转工位台。供料机器人背向放置于中转工位台前方两侧,将中转工位台上的管桩端板毛坯搬运至CCD传感器前下方拍照后移至焊接机器人进行焊接。两个焊接机器人并排放置在两个供料机器人中间偏前位置,焊接机器人控制柜与进行焊缝图像处理的工控机进行串口通信,得到管桩端板切口的位置和宽度信息,然后根据焊缝信息修正焊枪的位姿和移动轨迹。焊接机器人收到PLC发出的动作指令后,在焊接电源输出的焊接电压和焊接电流作用下,通过焊枪起弧执行焊接任务。
kuka机器人控制柜分为两个独立的模块:控制模块和驱动模块。具体包括伺服驱动系统、计算机控制系统、直流供电系统、安全系统、1/O系统、散热冷却系统等组成:
(1)伺服驱动系统为机器人各个轴的电机提供驱动:
(2)计算机控制系统相当于ABB机器人控制器的“大脑”,用于存放系统和数据,主要由计算机主板、10板、PCI 插槽和硬盘组成:
(3)控制柜直流供电系统由电池组单元和直流供电单元组成。计算机直流供电单元将控制柜内部的24V直流电源转换为内部直流电,为计算机系统运行提供直流电:机器人直流供电单元将外接的220V电压转化为内部电源,为控制柜驱动系统、安全系统、输入输出系统、风扇和冷却装置提供电能:电池组用于当系统突然断电或出现故障时,为机器人和控制系统提供电力,完成数据备份DI;
(4)安全系统用于确保机器人处于安全的工作状态,机器人控制柜设置有急停按钮和各种状态运行指示灯,通过观察LED指示灯显示状志,就可以判断机器人是否处于安全运行模式。机器人示教器上设置有手动模式、自动模式和手动全速模式切换按钮,机器人处于自动运行模式下,示教器除了急停按钮以外,其他任何按钮都不被系统响应;
(5) 1O单元构成了系统的输入输出模块。
(6) 散热冷却系统用于冷却控制柜内产生热量,能够保证机器人始终处于合适的温度内运行。
发那科机器人系统具有数据备份和恢复功能,系统内的RAPID程序和系统参数都可以进行备份操作。当机器人由于操作不当,造成数据丢失而出现运行错误时,就可以将之前备份的数据重新导入机器人控制系统,然后机器人就可以恢复正常运行。
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