智能生產(chǎn)線數(shù)字化規(guī)劃與仿真-PDPS工程應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ) 課件 項(xiàng)目6 智能生產(chǎn)線工藝過程信號交互

智能生產(chǎn)線數(shù)字化規(guī)劃與仿真—PDPS工程基礎(chǔ)及應(yīng)用項(xiàng)目6智能生產(chǎn)線工藝過程信號交互智能制造生產(chǎn)線中的生產(chǎn)設(shè)備能夠獲取信息、處理信息和輸出信息，是智能制造對制造裝備的基本要求。在生產(chǎn)工藝流程運(yùn)轉(zhuǎn)中，生產(chǎn)設(shè)備什么情況下動作、如何動作、動作的情況如何都需要信息的傳遞和處理。在PS軟件中對生產(chǎn)線設(shè)備資源進(jìn)行智能組件定義之后，生產(chǎn)線中的所有生產(chǎn)設(shè)備能夠在信號交互中協(xié)同工作以完成生產(chǎn)工藝流程，從而實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線的智能化控制。了解智能生產(chǎn)線設(shè)備信號交互過程。掌握智能組件的定義和使用方法。掌握智能組件之間如何交互協(xié)同工作?！卷?xiàng)目引入】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【教學(xué)重點(diǎn)】研判新聞價(jià)值，設(shè)計(jì)并實(shí)施采訪?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】掌握采訪提問方法?！窘虒W(xué)方式】分組討論；小組代表發(fā)言；分組實(shí)踐。任務(wù)6.1生產(chǎn)線設(shè)備智能組件的定義任務(wù)6.2機(jī)器人交互信號協(xié)同任務(wù)6.3PLC模塊交互信號協(xié)同6.1.1旋轉(zhuǎn)料倉的智能組件定義6.1.2機(jī)器人夾爪的智能組件定義6.2.1機(jī)器人交互信號創(chuàng)建6.2.2機(jī)器人與智能組件的協(xié)同6.3.1PLC模塊的創(chuàng)建與編程6.3.2PLC與智能組件的協(xié)同任務(wù)6.1

生產(chǎn)線設(shè)備智能組件的定義6.1.1旋轉(zhuǎn)料倉的智能組件定義1.智能組件自動定義單擊選中ObjectTree窗口中的Resource節(jié)點(diǎn)下的旋轉(zhuǎn)料倉節(jié)點(diǎn)roundstock，選擇軟件主界面Modeling菜單→Scope欄→SetModeling命令使其進(jìn)入編輯狀態(tài)，然后選擇軟件主界面Control菜單→Resource欄→CreateLBPoseActionandSensors命令，在彈出的AutomaticPoseAction/Sensors對話框中單擊復(fù)選旋轉(zhuǎn)料倉節(jié)的所有姿態(tài)，最后單擊對話框的OK按鈕即可初步完成旋轉(zhuǎn)料倉的智能組件定義。2.智能組件外部互連信號設(shè)定單擊ResourceLogicBehaviorEditor對話框中的Entries選項(xiàng)卡，在輸入信號變量列表中分別單擊選中每個(gè)輸入信號變量，再單擊工具欄中的CreateSignal按鈕選擇Output類型，為每個(gè)輸入信號變量創(chuàng)建與之互連的外部總控PLC輸出信號。（1）智能組件輸入信號變量外部互連2.智能組件外部互連信號設(shè)定單擊ResourceLogicBehaviorEditor對話框中的Exits選項(xiàng)卡，在輸出信號變量列表中分別單擊選中每個(gè)輸出信號變量，再單擊工具欄中的CreateSignal按鈕選擇Input類型，為每個(gè)輸出信號變量創(chuàng)建與之互連的外部總控PLC輸入信號。（2）智能組件輸出信號變量外部互連2.智能組件外部互連信號設(shè)定旋轉(zhuǎn)料倉智能組件外部互連信號設(shè)定完畢后，即可單擊ResourceLogicBehaviorEditor對話框的OK按鈕結(jié)束其智能組件設(shè)定。最后在ObjectTree窗口或GraphicViewer窗口中單擊選中旋轉(zhuǎn)料倉roundstock，選擇軟件主界面Modeling菜單→Scope欄→EndModeling命令以結(jié)束旋轉(zhuǎn)料倉roundstock的編輯。

3.智能組件仿真驗(yàn)證為方便驗(yàn)證智能組件的工作情況，可以暫時(shí)將SortStation復(fù)合工藝操作的啟動信號條件修改為0，使得生產(chǎn)線所有工藝操作暫時(shí)都無法啟動運(yùn)行。

3.智能組件仿真驗(yàn)證在SignalViewer窗口中選擇所有與旋轉(zhuǎn)料倉互連的輸入輸出信號，將它們加入到SimulationPanel窗口中，然后在SequenceEditor窗口中啟動仿真。

3.智能組件仿真驗(yàn)證如圖所示，在SimulationPanel窗口中，當(dāng)某一個(gè)輸出類型的旋轉(zhuǎn)料倉控制信號強(qiáng)制置1后，即可在GraphicViewer窗口中觀察到旋轉(zhuǎn)料倉的動作；當(dāng)旋轉(zhuǎn)料倉到達(dá)指定姿態(tài)時(shí)，對應(yīng)的輸入類型的旋轉(zhuǎn)料倉狀態(tài)信號會立即置1。6.1.2機(jī)器人夾爪的智能組件定義6.1.2機(jī)器人夾爪的智能組件定義單擊選中ObjectTree窗口中的Resource節(jié)點(diǎn)下的夾爪gripper1，選擇軟件主界面Modeling菜單→Scope欄→SetModeling命令使其進(jìn)入編輯狀態(tài)，然后選擇軟件主界面Control菜單→Resource欄→AddLogictoResource命令彈出ResourceLogicBehaviorEditor對話框，由用戶自行設(shè)定。1.輸入信號設(shè)置1）在ResourceLogicBehaviorEditor對話框的Entries選項(xiàng)卡中，單擊工具欄中的Add按鈕選擇BOOL選項(xiàng)，在輸入信號變量列表內(nèi)新增兩個(gè)信號變量，并將它們分別重命名為To_Close和To_Open。1.輸入信號設(shè)置2）在輸入信號列表內(nèi)分別單擊選中每個(gè)信號變量，然后單擊工具欄中的CreateSignal按鈕選擇Output類型，為每個(gè)信號變量創(chuàng)建與之互連的外部總控PLC輸出信號。2.參數(shù)變量設(shè)置1）創(chuàng)建關(guān)節(jié)值傳感器變量。在ResourceLogicBehaviorEditor對話框的Parameters選項(xiàng)卡中，單擊工具欄中的Add按鈕選擇JointValueSensor選項(xiàng)，在參數(shù)變量列表內(nèi)新增關(guān)節(jié)值傳感器變量，并將該關(guān)節(jié)值傳感器變量重命名為jvs_Close。（1）關(guān)節(jié)值傳感器設(shè)定2.參數(shù)變量設(shè)置（1）關(guān)節(jié)值傳感器設(shè)定2）定義關(guān)節(jié)值傳感器類型。如圖所示，在Definition選項(xiàng)區(qū)的SensorType選項(xiàng)組中單擊Pose單選按鈕并選擇CLOSE姿態(tài)。2.參數(shù)變量設(shè)置（1）關(guān)節(jié)值傳感器設(shè)定3）定義關(guān)節(jié)值傳感器檢測方式。如圖所示，在Definition選項(xiàng)區(qū)的Type選項(xiàng)組中選擇Range類型檢測方式，對應(yīng)SensorTolerance選項(xiàng)組中誤差范圍的From值和To值分別設(shè)為-0.2和+0.2。同理，新增并設(shè)定關(guān)節(jié)值傳感器變量jvs_Open用于檢測夾爪是否處于OPEN姿態(tài)。2.參數(shù)變量設(shè)置單擊工具欄中的Add按鈕選擇BOOL類型，在參數(shù)變量列表內(nèi)新增兩個(gè)設(shè)備動作輔助變量用于設(shè)備動作使能，分別將它們重命名為Keep_Close和Keep_Open。（2）設(shè)備動作輔助變量設(shè)定2.參數(shù)變量設(shè)置（2）設(shè)備動作輔助變量設(shè)定在參數(shù)變量列表內(nèi)分別單擊選中Keep_Close和Keep_Open參數(shù)變量，然后在其所對應(yīng)的ValueExpression文本框中，分別鍵入SR（To_Close，jvs_Close）和SR（To_Open，jvs_Open）。3.設(shè)備動作變量設(shè)置其中Grip和Release動作變量僅適用于被定義為Gripper的設(shè)備。各種動作類型的變量均為使能該動作的布爾型變量，有效值為1，如果為0時(shí)則立即停止當(dāng)前動作。在ResourceLogicBehaviorEditor對話框的Actions選項(xiàng)卡中，單擊工具欄中的Add按鈕，需要選擇合適的動作類型以創(chuàng)建設(shè)備動作變量。3.設(shè)備動作變量設(shè)置（1）MoveToPose動作變量設(shè)置1）單擊工具欄中的Add按鈕選擇MoveToPose類型，分別創(chuàng)建兩個(gè)設(shè)備動作變量mtp_Close和mtp_Open，然后在動作變量列表對應(yīng)的ApplyTo欄中分別選擇該設(shè)備動作對應(yīng)的目標(biāo)姿態(tài)CLOSE和OPEN。3.設(shè)備動作變量設(shè)置（1）MoveToPose動作變量設(shè)置2）在設(shè)備動作變量mtp_Close和mtp_Open所對應(yīng)的ValueExpression文本框中，分別鍵入Keep_CloseANDNOTKeep_Open和Keep_OpenANDNOTKeep_Close。3.設(shè)備動作變量設(shè)置（2）Grip和Release動作變量設(shè)置1）單擊工具欄中的Add按鈕，分別選擇Grip和Release類型以新增設(shè)備動作變量grip_action1和release_action1，然后在動作變量列表對應(yīng)的ApplyTo欄中均選擇夾爪gripper1中所包含的toolref即夾爪的TCP參考Frame。3.設(shè)備動作變量設(shè)置（2）Grip和Release動作變量設(shè)置2）在設(shè)備動作變量grip_action1和release_action1所對應(yīng)的ValueExpression文本框中，分別輸入RE(jvs_Close)和RE(jvs_Open)。4.輸出信號設(shè)置1）在ResourceLogicBehaviorEditor對話框的Exits選項(xiàng)卡中，單擊工具欄中的Add按鈕選擇BOOL選項(xiàng)，在輸出信號變量列表內(nèi)新增兩個(gè)信號變量，并將它們分別重命名為At_Close和At_Open。4.輸出信號設(shè)置2）在輸出信號變量列表內(nèi)分別單擊選中每個(gè)信號變量，然后單擊工具欄中的CreateSignal按鈕選擇Input類型，為每個(gè)信號變量創(chuàng)建與之互連的外部總控PLC輸入信號。4.輸出信號設(shè)置3）在輸出信號變量At_Close和At_Open所對應(yīng)的ValueExpression文本框中，分別鍵入jvs_Close和jvs_Open。5.仿真驗(yàn)證單擊ResourceLogicBehaviorEditor對話框的OK按鈕結(jié)束夾爪gripper1的智能組件定義。在SignalViewer窗口中選擇所有與夾爪gripper1互連的輸入輸出信號，將它們加入到SimulationPanel窗口中。5.仿真驗(yàn)證在所有工藝操作不啟動運(yùn)行的情況下在SequenceEditor窗口中啟動仿真。在SimulationPanel窗口中強(qiáng)制gripper1_To_Close或gripper1_To_Open信號為1后，當(dāng)夾爪gripper1到達(dá)指定姿態(tài)時(shí)，對應(yīng)的狀態(tài)信號會置1。5.仿真驗(yàn)證考慮到夾爪gripper1在夾取芯柱partc時(shí)還需要使用CLOSE2這個(gè)姿態(tài)，類似于OPEN或CLOSE姿態(tài)動作的實(shí)現(xiàn)，在智能組件的定義中新增并設(shè)定輸入信號變量To_Close2、輸出信號變量At_Close2，參數(shù)變量jvs_Close2、Keep_Close2，以及動作變量mtp_Close2等，以實(shí)現(xiàn)CLOSE2姿態(tài)動作。5.仿真驗(yàn)證至此，夾爪的智能組件定義設(shè)定成功，單擊ResourceLogicBehaviorEditor對話框的OK按鈕結(jié)束夾爪智能組件設(shè)定。最后在ObjectTree窗口或GraphicViewer窗口中單擊選中夾爪gripper1，選擇軟件主界面Modeling菜單→Scope欄→EndModeling命令以結(jié)束夾爪gripper1的編輯。任務(wù)6.2

機(jī)器人交互信號協(xié)同6.2.1機(jī)器人交互信號創(chuàng)建1.創(chuàng)建PLC輸入信號與機(jī)器人輸出信號互連在GraphicViewer中或ObjectTree窗口中單擊選中機(jī)器人robot1，然后選擇軟件主界面Control菜單→Robot欄→RobotSignals命令以彈出RobotSignals對話框。1.創(chuàng)建PLC輸入信號與機(jī)器人輸出信號互連單擊RobotSignals對話框工具欄上的NewInputSignal按鈕以彈出InputSignal對話框。在InputSignal對話框的PLCSignalName文本框中鍵入robot1_gripper1_to_CLOSE,RobotSignalName文本框中鍵入gripper1_to_CLOSE，然后單擊其OK按鈕完成信號創(chuàng)建。2.創(chuàng)建PLC輸出信號與機(jī)器人輸入信號互連單擊RobotSignals對話框工具欄上的NewOutputSignal按鈕以彈出OutputSignal對話框，在OutputSignal對話框的PLCSignalName文本框中鍵入robot1_gripper1_at_CLOSE,RobotSignalName文本框中鍵入gripper1_at_CLOSE，然后單擊其OK按鈕完成信號創(chuàng)建。2.創(chuàng)建PLC輸出信號與機(jī)器人輸入信號互連同理，創(chuàng)建機(jī)器人robot1控制夾爪gripper1到達(dá)OPEN、CLOSE2姿態(tài)，以及控制旋轉(zhuǎn)料倉到達(dá)SORT、INSTALL、SPRAY、HOME姿態(tài)所需的相關(guān)交互信號。3.創(chuàng)建機(jī)器人默認(rèn)信號與PLC互連PS軟件提供了機(jī)器人控制器默認(rèn)交互信號，單擊RobotSignals對話框工具欄上的CreateDefaultSignals按鈕即可生成這些默認(rèn)交互信號。創(chuàng)建完機(jī)器人所有交互信號后即可單擊RobotSignals對話框OK按鈕關(guān)閉該對話框。6.2.2機(jī)器人與智能組件的協(xié)同1.加載機(jī)器人工藝操作單擊選中OperationTree窗口中SortStation節(jié)點(diǎn)下的機(jī)器人工藝操作carry_parta，再單擊PathEditor窗口工具欄上的AddOperationstoEditor按鈕將其添加到PathEditor窗口中。2.機(jī)器人OLP同步命令信號交互在PathEditor窗口中單擊carry_parta操作下pick路徑點(diǎn)的OLPCommands參數(shù)欄，在彈出的default-pick對話框中首先單擊ClearAll按鈕，將原有的OLP指令清除，然后單擊Add按鈕，選擇StandardCommands->Synchronization->SetSignal指令。在彈出的SetSignal對話框中，SignalName下拉列表內(nèi)選擇gripper1_to_CLOSE信號，Expression文本框內(nèi)鍵入1以置位信號，然后單擊OK按鈕完成SetSignal指令的添加。（1）機(jī)器人發(fā)出請求信號2.機(jī)器人OLP同步命令信號交互繼續(xù)單擊default-pick對話框的Add按鈕，選擇StandardCommands->Synchronization->WaitSignal指令。在彈出的WaitSignal對話框中，SignalName下拉列表內(nèi)選擇gripper1_at_CLOSE信號，Value微調(diào)文本框內(nèi)鍵入1以等待信號置位，然后單擊OK按鈕完成WaitSignal指令的添加。（2）機(jī)器人等待響應(yīng)信號2.機(jī)器人OLP同步命令信號交互夾爪運(yùn)動到CLOSE姿態(tài)后，機(jī)器人還需要使用SetSignal指令將gripper1_to_CLOSE信號清0，最終完成機(jī)器人到達(dá)pick路徑點(diǎn)時(shí)執(zhí)行夾取動作的整個(gè)信號交互過程。（3）機(jī)器人撤銷請求信號2.機(jī)器人OLP同步命令信號交互類似的，將place路徑點(diǎn)原有的OLP指令更改為信號交互控制，注意保留綁定parta到stock的指令。2.機(jī)器人OLP同步命令信號交互同理，機(jī)器人路徑點(diǎn)OLP欄中對旋轉(zhuǎn)料倉的驅(qū)動指令也可以改為信號交互控制。任務(wù)6.3

PLC模塊交互信號協(xié)同6.3.1PLC模塊的創(chuàng)建與編程1.創(chuàng)建PLC模塊1）單擊軟件主界面右側(cè)的ModuleViewer選項(xiàng)卡以打開隱藏的ModuleViewer窗口，ModuleViewer窗口中自帶空的PLC程序模塊Main。1.創(chuàng)建PLC模塊2）單擊ModuleViewer窗口工具欄中的NewModuleObject按鈕以新建PLC程序模塊，在ModuleViewer窗口的ModulesInventory目錄列表中可以看到新建的Module模塊，將其重命名為gripper1。2.PLC模塊信號交互編程雙擊ModuleViewer窗口ModulesInventory目錄列表中的gripper1模塊，在彈出ModuleEditor對話框后，繼續(xù)單擊ModuleEditor對話框工具欄上的NewEntry按鈕，然后在彈出的對話框中新建PLC程序語句。2.PLC模塊信號交互編程在ResultSignal輸入欄鍵入Output信號gripper1_To_Close，在其下方的文本框內(nèi)鍵入Input信號robot1_gripper1_to_CLOSE作為表達(dá)式，編寫完畢后單擊OK按鈕即可完成PLC程序語句的添加。（1）控制信號交互編程2.PLC模塊信號交互