基于西门子PLC的多台冲压机器人流水线设计
摘要：机器人作为典型的机电一体化产品，目前，已经运用在诸多行业，如服务，人工智能，工业，家庭。而机器人在工业的应用比其他行业要广泛普及的多，机器人在工业上运用最多的就是6轴机械手，而单独使用一台6轴机械手则显得单一，而且不能用于复杂生产，效率低下。机器人以后在工业上的应用必定需要与多台智能设备通讯，协同工作，从而提高效率并且向更加智能化发展。基于这种社会发展趋势，以及自己在上海欢颜自动化实习的经验，本人提出通过西门子PLC将多台冲压机器人通讯上，进行连续，高效的冲压工作。
关键词：冲压机器人；西门子PLC ；通讯
Design of multi-robot stamping assembly line based on Siemens PLC
Abstract：As a typical mechatronics product robot has been used in many industries, such as service, artificial intelligence, industry and home. And the application of robot in industry is more widely than other industries, the most widely used robot in industry is a 6-axis manipulator, and the used of a 6-axis manipulator alone is single , and can not be used in complex production, low efficiency. In the future, the application of robots in industry will definitely need to communicate with multiple intelligent devices and work together , so as to improve efficiency and develop towards more intelligent . based on this social development trend and my experience in shanghai huanyan automation internship ,l put forward the idea of using siemens plc to communicate with multiple stamping robot for continuous and efficient stamping work . thus reduces the enterprise production cost , enhances the product good rate . this topic comes form then stamping project of several robot of shanghai huanyan automation company , and the experience I gained in the project and my understanding of the project . the company team mainly research and
Base on the technology accumulation of shanghai huanyan automation in the application research of robots of many years ,as well as my active participation and whole-body research in this project, I designed and developed a project of multiple stamping robot assembly lines based on siemens plc .
The completion of this project will have a good reference value for the design and optimization of the stamping assembly line . at the same time ,through the development practice of this kind of project ,students comprehensive knowledge can be quickly combined with the engineering practice ,and the transfer can further improve students engineering practice ability .
Keywords: Stamping robot，Siemens PLC ，Communica
第一章 绪论
1.1引言
国内在这方面的现状
近年来，通过PLC对机器人进行控制来设计生产线变得普遍，整体实现了良好的发展，该项技术也逐渐发展完善，基本上实现PLC对机器人的良好控制。因此该项技术现在也被广泛的应用在工业场合，有较为良好的表现，实现理想的效果。在国内现如今的工业自动化领域，PLC控制机器人已经成为了极为重要和关键的技术，近些我国在这方面的快速发展对工业自动化领域起到了重要的科学指导作用，但由于我国在工业自动化领域起步较晚，我们的国产机器人包括PLC都明显落后与欧美和日本。因此用我们自己的PLC和机器人组合起来的流水线就相对与国外有不足，如使用寿命短，精度差，后续小毛病多等等。因此在一些要求高的场合，我们还是选择德国或日本的产品来设计流水线，所以在这方面我们是相对落后的，我们以德日为榜样奋起直追。
国外在这方面的现状
国外通过PLC控制机器人这块发展历程较长，同时他们的工业化也领先我们很多，所以他形成比较完整的工业体系，有许多世界著名工业品牌，如西门子，施耐德，安川，欧姆龙等等，同时他们对工业机器人的研究也起步很早。所以基于他在硬件和软件上都要优于我们，他们在PLC控制机器人这块也时领先我们。各方面的技术指标，产品质量，系统的稳定包括输入输出模块，通讯协议，以及编程软件和编程语言的规范化和标准化都明显优于我们。就通讯协议方面像modbus TCP ,profibus 等等，以及串口协议如RS232，RS485等都是有国外定义并且是全球通用的，包括我们。所以因为他们之前的领先因此在PLC和机器人联动方面也是做的比我们好的，总结起来就是在PLC控制冲压机器人联动方面国外时整体领先我们的。
1.1课题来源及研究意义
以在上海欢颜自动化参与的冲压流水线项目为依据，以西门子1200博图的软件编程为基础，开发“基于西门子PLC的多台冲压机器人流水线”。
该套产线调试成功后，可以实现循环冲压零件的基本功能，同时具有看门狗防多台机械手同时进入同一台工位的功能，各类的报警 ，安全高效的完成循环冲压的任务。并且该套产线的完成不仅仅是简单意义上的人工替代，而是人与机器产品的融合，该套产线不仅具备了人的对外部环境的快速分析和判断处理，同时也具备机器持续工作并且能够对抗外部的恶劣环境，所以在提高工作效率的同时也能保证产品的良品率，节约企业生产成本。同时因为该套产线的PLC 程序和冲压机器人示教盒程序都是可以根据不同场合进行更改的，所以通过这套产线的设计完成，我们可以套用这套模板进行更改用在更多的工业场合。。如图1-1是机器人的产线图片。
图1-1 机器人产线图片
1.3 本文的主要研究内容
本课题以在上海欢颜自动化参与的冲压流水线项目为依据，以西门子1200博图的软件编程为基础，开发“基于西门子PLC的多台冲压机器人流水线”。根据项目要求，该套流水线必须可以实现循环冲压零件的基本功能，同时具有看门狗防多台机械手同时进入同一台工位的功能，各类的报警 ，顺利完成所需的各项工作任务。
基于此，本课题主要的设计内容分为以下几点：
1整套设备原器件的选型和采购
2冲压机器人机械结构的研究和设计
3冲压机器人电气柜的图纸设计
4冲压机器人示教盒程序的示教和编写
5主控PLC程序的编写
6主控PLC与机器人的通讯（通讯协议的研究）
7主控PLC与机器人联动调试改进，试运行
8整理技术文档，总结项目
目录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2 课题来源及研究意义 2
1.3 本文的主要研究内容 2
第二章 设计方案及控制原理 4
2.1 冲压流水线的工艺要求 4
2.2 冲压流水线控制方案介绍 4
第三章 系统硬件搭建 6
3．1 系统PLC的选型及 I/O分配 6
3.2 机器人的结构原理图设计 8
3.3 机器人控制系统图纸设计 10
第四章 软件设计 13
4.1 西门子PLC程序设计 13
4.2 机器人示教和编写程序 18
第5章 系统调试 23
5.1 PLC与机器人的通讯 23
5.2 总结过程中遇到的问题 25
5.3 结合过程中发现的问题提出解决法案和结论 26
第6章 结论 27
致谢 28
主要参考文献 29
附录 30
主要参考文献
1：向晓汉主编的 PLC控制技术与应用 机电专业系列 清华大学出版社
2：可编程序控制器及其应用（西门子） 中国劳动社会保障出版社 国家级职业教育规划教材
3：S7-1200PLC编程及应用
4：工业机器人操作与编程 2017年版 杨杰忠主编 机械工业出版社
5：工业机器人技术基础及应用
6：工业数据通信与控制网络 2003年版 阳宪惠 清华大学出版社
7：PROFINET 工业通信
8：Wincc应用与提高 梁智斌主编
9：PID控制规律及其应用 李金城主编
10：变频调速应用技术 丁先群编
