基于PROFIBUS總線的曲軸清理機器人系統(tǒng)設計

電源模塊(IC695PSA040)：容量40W。該模塊可以像I，O一樣簡單地插在背板上，并且能與任何標準型號RX3i CPU系統(tǒng)工作。

CPU(IC695CPU3 1 0)：主控制CPU模塊，這個強大的CPU依靠300Mhz的處理器和10Mbytes的用戶內存能輕松地完成各種復雜的應用。RX3i支持多種IEC語言和C語言，使得用戶編程更加靈活。RX3i廣泛的診斷機制和帶電插拔能力增加了機器周期運行時間，減少停機時間，用戶能存儲大量的數(shù)據(jù)。

離散量I／O模塊(IC694MDL645)：PAC RX3i直流電壓輸入模塊，24VDC正／負邏輯，16點輸入。用于接收外圍傳感器信號輸入。

離散量I／O模塊(IC694MDL940)：PAC RX3i直流電壓輸出模塊，繼電器，N．O．，2A，16點輸出。用于驅動外圍執(zhí)行元件。

通信模塊(IC695PBM300)：PACSystems RX3iProfibus DP Master模塊，用于連接外圍機器人系統(tǒng)和自動上下料系統(tǒng)。

通信模塊(IC695ETM001)：PACSystems RX3i以太網接口模塊，TCP／IP 10／100Mbits，2個RJ一45端口，內置交換機，用于連接工廠監(jiān)控系統(tǒng)。

3 通信網絡系統(tǒng)

機器人曲軸清理系統(tǒng)采用Profibus—DP作為主通信網絡，利用DP接頭，分別連接機器人和自動上下料系統(tǒng)，通信結構原理圖如圖3所示。

機器人曲軸清理系統(tǒng)是曲軸生產線的一個重要組成部分，通過工業(yè)以太網連接進入工廠監(jiān)控系統(tǒng)。通過以太網網絡，工廠管理系統(tǒng)就可以實時地監(jiān)控機器人曲軸系統(tǒng)的運行情況，包括目前的運行狀態(tài)、加工工件數(shù)量，故障等信息。

GE PAC系統(tǒng)在這個Profibus網絡中作為主站，F(xiàn)ANUC機器人和自動上下料系統(tǒng)作為從站，根據(jù)控制信號的數(shù)量，可以配置不同的輸入輸出信號。

根據(jù)系統(tǒng)需要，PAC系統(tǒng)與機器人的通信信號數(shù)量配置為8個輸入字節(jié)和10個輸出字節(jié)，站地址為3。PAC系統(tǒng)與自動上下料系統(tǒng)的通訊信號數(shù)量配置為8個輸入字節(jié)和8個輸出字節(jié)，站地址為4。

4 系統(tǒng)的軟件設計

系統(tǒng)開發(fā)軟件采用GE—FANUC自帶的ProficyMachine Edition軟件，這個軟件把PAC開發(fā)和觸摸屏集成在一起，功能全面。

在采購設備時，機器人系統(tǒng)和自動上下料系統(tǒng)的供應商會提供相應的GSD文件。把供應商提供的GSD文件做為從站添加到DP—Master模塊下面，添加完之后如圖4所示。

利用專用的Profibus線和DP接頭，進行簡單的連接，就完成了現(xiàn)場總線硬件連接。再將配置完的軟件下載到PAC里。軟件主要完成的功能為：

觸摸屏上共有9個畫面，分別是登陸界面、公司簡介、系統(tǒng)布局、系統(tǒng)狀態(tài)、自動運行、手動運行、檢測界面、報警記錄、維護呼叫界面。用戶可以在畫面上設定運行參數(shù)，同時監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

PAC上的程序用梯形圖開發(fā)，由6個程序組成，分別是Main主程序，用于整體控制，調用其他子程序。Auto子程序，當系統(tǒng)處于自動運行狀態(tài)時就調用這個程序，完成自動運行中的過程控制。Manual子程序，當系統(tǒng)處于手動運行狀態(tài)時就調用這個程序，主要用于調試和設備復位。C—Claas子程序，與自動上下料系統(tǒng)的通信功能在這個程序里完成。Commu—nication子程序，與機器人的交互控制信號在這個程序里完成。Initial子程序，完成系統(tǒng)上電初始化功能。

5 結束語

基于PROFIBUS．DP的通信和可編程自動控制器PAC主從式控制方案已成功應用于曲軸清理機器人系統(tǒng)。該系統(tǒng)已成功地應用于某汽車制造廠的曲軸生產線上?，F(xiàn)場運行穩(wěn)定可靠，并已通過用戶驗收。