工業(yè)機器人集成應(yīng)用教程 課件匯 廣教版 3.4 搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化-5.5 視覺分揀工作站的維護保養(yǎng)

項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化是工作站投產(chǎn)前的重要環(huán)節(jié)。在系統(tǒng)調(diào)試過程中，你需要掌握博途軟件編寫PLC控制程序的方法，明確工作站系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與優(yōu)化的工作內(nèi)容，理解AccSet指令和VelSet指令的使用方法，通過任務(wù)的實施掌握工作站主要設(shè)備間的通信連接與I/O信號調(diào)試、PLC控制程序的編寫與調(diào)試、搬運工作站程序聯(lián)調(diào)以及通過調(diào)整搬運工作站的設(shè)備參數(shù)優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍等技能點，養(yǎng)成養(yǎng)成精益求精的工匠精神以及一絲不茍的工作態(tài)度。

【任務(wù)描述】項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

知識目標(biāo)1.掌握使用博途軟件編寫PLC控制程序的方法步驟；2.歸納搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化工作要點；3.理解AccSet指令和VelSet指令的功能與用法。技能目標(biāo)1.能完成搬運工作站的通信連接與設(shè)備之間的I/O信號調(diào)試；2.能使用博途軟件編寫與調(diào)試PLC控制程序；3.能完成工作站的程序聯(lián)調(diào)，并使用AccSet指令和VelSet指令進行工業(yè)機器人的運動軌跡優(yōu)化。素養(yǎng)目標(biāo)1.通過遵守調(diào)試規(guī)程與規(guī)劃調(diào)試過程，養(yǎng)成一絲不茍的工作態(tài)度；2.通過優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍，養(yǎng)成精益求精的工匠精神。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、PLC控制程序編寫步驟1.TIA博途編程軟件簡介TIA是TotallyIntegratedAutomation(全集成自動化)的簡稱，TIA博途（TIAPortal)是西門子自動化的全新工程設(shè)計軟件平臺，是業(yè)內(nèi)首個采用集工程組態(tài)、軟件編程和項目環(huán)境配置于一體的全集成自動化軟件。與傳統(tǒng)自動化軟件相比，博途軟件無須花費大量時間集成各個軟件包，它采用全新的、統(tǒng)一的軟件框架，可以在同一開發(fā)環(huán)境中組態(tài)西門子PLC、觸摸屏和驅(qū)動裝置，實現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和通信管理，大大降低連接和組態(tài)成本。用戶借助博途軟件，能夠快速、直觀地開發(fā)和調(diào)試自動化控制系統(tǒng)。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】01如圖3-4-6所示，整個TIA博途軟件包含三個產(chǎn)品，分別為：TIA博途STEP7、TIA博途W(wǎng)inCC、TIA博途Startdrive。其中TIA博途STEP7產(chǎn)品用于組態(tài)和調(diào)試PLC硬件及編輯和調(diào)試PLC程序。在TIA博途STEP7產(chǎn)品下，可以選擇添加Safety軟件包，用于組態(tài)、編輯和調(diào)試故障安全系統(tǒng)。TIA博途W(wǎng)inCC產(chǎn)品用于編輯和調(diào)試HMI設(shè)備。TIA博途Startdrive用于配置和調(diào)試西門子G系列變頻器（G系列變頻器是MM4系列變頻器的替代產(chǎn)品，主要用于異步電動機的控制)。其中TIA博途STEP7產(chǎn)品有Professional（專業(yè)版）和Basic（基本版）兩個版本。Basic版本只能調(diào)試S7-1200，而Professional版本可以組態(tài)和調(diào)試西門子的所有控制設(shè)備。因此，S7-1200PLC使用TIA博途中的STEP7Basic(基本版)或STEP7Professional(專業(yè)版)編程。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】01博途軟件的功能視圖博途軟件提供兩種優(yōu)化的視圖，即Portal視圖和項目視圖。（1）Portal視圖（門戶視圖）Portal視圖是一種面向任務(wù)的視圖，初次使用者可以快速上手使用，并進行具體的任務(wù)選擇。Portal視圖界面如圖3-4-1所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】01圖3-4-1Portal視圖界面（2）項目視圖項目視圖是有項目組件的面向任務(wù)的結(jié)構(gòu)化視圖，使用者可以在項目視圖中直接訪所有編輯器、參數(shù)及數(shù)據(jù)，并進行高效的組態(tài)和編程。項目視圖界面如圖3-4-2所示。項目視圖的工作區(qū)由三個選項卡形式的視圖組成。設(shè)備視圖：顯示已添加或已選擇的設(shè)備及其相關(guān)模塊網(wǎng)絡(luò)視圖：顯示網(wǎng)絡(luò)中的CPU和網(wǎng)絡(luò)連接拓撲視圖：顯示網(wǎng)絡(luò)的PROFINET拓撲，包括設(shè)備、無源組件、端口、互連及端口診斷項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】01圖3-4-2項目視圖界面

項目視圖界面功能說明如下：①菜單欄和工具欄：菜單欄是軟件使用的所有命令。工具欄常用命令或工具的快捷按鈕，如新建、打開項目、保存項目、編譯等。②項目瀏覽器：也叫“項目樹”窗格，可以訪問所有設(shè)備和項目數(shù)據(jù)，還可以在“項目樹”窗格中執(zhí)行任務(wù)，如添加新組件、編輯已存在的組件、打開編輯器、處理項目數(shù)據(jù)等。③工作區(qū)：在工作區(qū)中可以打開不同的編輯器，并對項目數(shù)據(jù)進行處理。④任務(wù)卡：根據(jù)編輯或選擇的對象，在編輯器中可以得到一些任務(wù)卡并允許執(zhí)行一些附加操作。例如，從庫中或硬件目錄中選擇對象，將對象拖曳到預(yù)定的工作區(qū)。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】01⑤巡視窗口：用來顯示工作區(qū)中選擇的對象或執(zhí)行的操作的附加信息?！皩傩浴边x項卡顯示選擇的對象的屬性，并可以對屬性進行設(shè)置；“信息”選項卡顯示選擇的對象的附加信息及操作過程中的報警等；“診斷”選項卡提供了系統(tǒng)診斷事件和配置的報警事件。⑥“Portal視圖”切換鏈接：單擊左下角的“Portal視圖”鏈接，可以從當(dāng)前視圖切換到Portal視圖。⑦編輯器欄：顯示所有打開的編輯器，幫助用戶快速、高效地工作。只需單擊不同的編輯器即可在打開的編輯器之間進行切換。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】012.PLC控制程序編寫步驟一個自動化項目有多種解決方案流程，PLC控制程序的編寫與調(diào)試環(huán)節(jié)包括如圖3-4-3所示，分別是創(chuàng)建PLC工程文件、組態(tài)PLC等硬件設(shè)備、設(shè)計與編寫PLC程序、編譯與下載程序、在線調(diào)試與診斷共五個步驟。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】01圖3-4-3PLC控制程序編寫步驟（1）創(chuàng)建PLC工程文件：可以在Portal視圖或項目視圖中創(chuàng)建。（2）組態(tài)設(shè)備：設(shè)備組態(tài)是在工程文件中添加實際使用的PLC設(shè)備并設(shè)置IP地址。（3）設(shè)計與編寫PLC程序：包括了分析確定I/O、定義變量表、編寫程序等三個環(huán)節(jié)。（4）編譯和下載程序：將編寫好的程序進行編譯并下載到PLC設(shè)備中。（5）在線調(diào)試和診斷：通過編程軟件轉(zhuǎn)為在線監(jiān)視模式，進行PLC與外部設(shè)備之間的信號調(diào)試、程序調(diào)試。二、工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化工作要點工作站系統(tǒng)調(diào)試環(huán)節(jié)通過空運行和帶載運行兩種方式，對工作站各項功能進行檢驗，及時發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備運行中遇到的各種問題，直到確認工作站動作節(jié)拍、機器人軌跡正確無誤，生產(chǎn)工藝能滿足生產(chǎn)需求為止。最后，再進行生產(chǎn)節(jié)拍的優(yōu)化，有效縮短生產(chǎn)周期，提高工作站的生產(chǎn)效率。因此，主要工作內(nèi)容如下：1．上電前的檢查確認（1）觀察機構(gòu)上各元件外表是否有明顯移位、松動或損壞等現(xiàn)象；如果存在以上現(xiàn)象，及時調(diào)整、緊固或更換元件。（2）對照接口板端子分配表或接線圖檢查桌面和掛板接線是否正確，尤其要檢查24V電源、電氣元件電源線等線路是否有短路、斷路現(xiàn)象?！咀⒁狻吭O(shè)備初次組裝調(diào)試時，必須認真檢查線路是否正確，接線錯誤容易造成設(shè)備元件損壞。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】012．關(guān)鍵設(shè)備及參數(shù)的檢測與調(diào)整（1）檢查和調(diào)試工位的檢測裝置如光纖傳感器的位置是否合適。（2）確認PLC與傳感器連接信號正常。（3）確認氣壓表顯示為0.4MPa。（4）確認工業(yè)機器人的輸入輸出信號正常，正常檢測到啟動按鈕信號、法蘭盤信號、夾具開合信號、以及推缸推料信號等3.工業(yè)機器人與PLC之間的通信調(diào)試（1）常見的幾種通信調(diào)試方式介紹通信，簡單來說就是交流、交互信息，是運用I/O接線、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)進行信息交互的總稱。因此通信的核心理念就是交互信息，通信使設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與人之間的信息交互得更加智能、快速、高效和穩(wěn)定。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】01①I/O接線I/O是Input/Output的縮寫，即輸入輸出端口。每個設(shè)備都會有一個專用的I/O地址，用來處理自己的輸入輸出信息?；旧显O(shè)備都會有自己的輸入輸出端口與其他設(shè)備進行信號交互。工業(yè)機器人或PLC要實現(xiàn)相關(guān)的控制功能，就要有相應(yīng)的輸入輸出部件與電氣元件，如按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器、電磁閥等要按照電氣控制回路進行連接，配合程序，相互協(xié)作，共同完成自動運行的要求。一般情況下，數(shù)字量輸入輸出都是DC24V（直流電壓24V）類型的。例如ABB工業(yè)機器人的DSQC652板卡，具有16進16出的數(shù)字量信號，在ABB工業(yè)機器人中表現(xiàn)的是0和1兩種狀態(tài)。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】01②現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)均屬于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。國際電工委員會（IEC）對現(xiàn)場總線的定義為：現(xiàn)場總線是一種應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，在現(xiàn)場設(shè)備與自動控制裝置之間實行雙向、串行、多節(jié)點數(shù)字通信的技術(shù)。因此，現(xiàn)場總線是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，是自動化領(lǐng)域中底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。常用現(xiàn)場總線的種類包括PROFIBUS、EtherCAT、DeviceNet、Modbus、Ethernet等。2002年10月8日，DeviceNet現(xiàn)場總線被批準(zhǔn)為國家標(biāo)準(zhǔn)，編號為GB/T18858.3-2012。DeviceNet是一種價格低、成本低、效率高、開放的現(xiàn)場總線。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】01③工業(yè)以太網(wǎng)由于互聯(lián)網(wǎng)有著傳輸速度快、兼容性好、耗能低、易于安裝、技術(shù)成熟、協(xié)議開放等優(yōu)勢，人們把它用在了工業(yè)自動化領(lǐng)域，這也是工業(yè)自動化發(fā)展的必然要求。當(dāng)下的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使遠程監(jiān)控、遠程協(xié)作成為現(xiàn)實。開放的協(xié)議，讓不同的廠商可以輕易實現(xiàn)開發(fā)、互聯(lián)。工業(yè)以太網(wǎng)的本質(zhì)就是基于以太網(wǎng)技術(shù)和TCP/IP技術(shù)，開發(fā)出的適用于工業(yè)自動化控制和過程控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，它在實時性、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性等方面都可以滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。工業(yè)以太網(wǎng)的常用技術(shù)有Profinet、Socket等。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】01（2）通信調(diào)試工作內(nèi)容

工業(yè)機器人與PLC之間的通信配置與調(diào)試工作包含了兩大部分，一是硬件連接及網(wǎng)絡(luò)設(shè)置；二是進行設(shè)備之間的I/O信號調(diào)試工作。如圖3-4-4所示為通信調(diào)試的工作流程。在進行硬件連接及通信設(shè)置之前，首先需確認工業(yè)機器人與PLC的通信方式。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】01圖3-4-4通信調(diào)試工作流程4.工作站的程序聯(lián)調(diào)搬運工作站的程序聯(lián)調(diào)是將工作站的兩大主要設(shè)備（即工業(yè)機器人與PLC）的程序進行現(xiàn)場編寫或直接導(dǎo)入已經(jīng)編寫好的程序，結(jié)合任務(wù)的控制要求進行程序的聯(lián)合調(diào)試，可以采用先單步后連續(xù)的方式進行，先進行手動操作模式下的單步運行設(shè)備，觀察設(shè)備的運行是否符合控制要求，再以程序連續(xù)運行的方式確認設(shè)備是否按照控制流程動作，經(jīng)過多次反復(fù)確認無誤后，最后以空載運行和帶負載運行兩種方式分別運行一段時間，直到確認工作站運行無誤，達到生產(chǎn)要求為止。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】015.工作站的生產(chǎn)節(jié)拍優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍時間是設(shè)備有效生產(chǎn)時間與實際生產(chǎn)數(shù)量的比值，企業(yè)對流水線的大型甚至小型生產(chǎn)作業(yè)控制都對節(jié)拍參數(shù)提出了嚴(yán)格的要求。因此，生產(chǎn)節(jié)拍可以說是流水線生產(chǎn)作業(yè)控制中的重要參數(shù)，它直接關(guān)系到訂單的完成時間估算，是生產(chǎn)作業(yè)計劃制訂的重要依據(jù)。對工業(yè)機器人來說，影響其節(jié)拍的因素很多，如自身各軸速度、加速度、運動距離、點位停止精度等。對工作站來說，影響節(jié)拍的則可能是整體布局、設(shè)備之間的參數(shù)等因素。三、AccSet指令和VelSet指令功能介紹ABB工業(yè)機器人作為工業(yè)自動化的重要組成部分，其精確的運動控制能力是實現(xiàn)高效、準(zhǔn)確生產(chǎn)的關(guān)鍵。在ABB工業(yè)機器人的編程中，VelSet與AccSet指令分別用來控制TCP的速度與加速度，僅可用于主任務(wù)T_ROB1，或者如果在MultiMove系統(tǒng)中，則可用于運動任務(wù)中。其中，VelSet指令用于設(shè)定最大的速度和倍率，AccSet指令用于定義加速度數(shù)值。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】011.速度設(shè)定指令VelSetVelSet指令中的兩個參數(shù)分別用來設(shè)定后續(xù)機器人運動指令中TCP速率的百分率與限制最大速度，其指令格式為：VelSet50，400；在執(zhí)行以上指令后，機器人實際運行速度為運動指令規(guī)定運行速度乘以機器人速度倍率（50%），并且不超過機器人最大運行速度（400mm/s）。例如，某一程序如下：MODULEModulelPROCRoutine1()VelSet50，400；MoveLpl0，v600，z50，tool0；項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】01MoveLp20，v800，z50，tool0；Movelp30，v1000，z50，tool0；ENDPROCENDMODULE該段程序?qū)⑺械木幊趟俣冉抵林噶钤O(shè)定值的50%，但不允許TCP速度超過500mm/s，則各點位的速度的計算值如下：p10點：600mm/s×50%=300mm/s；p20點：800mm/s×50%=400mm/s；p30點：1000mm/s×50%=500mm/s。由計算結(jié)果可知，p10、p20點位的速度計算值≤400mm/s（指令中規(guī)定的最大速度值），因此實際運行速度值為計算值，即和300mm/s400mm/s。而p30點的計算值為500mm/s＞400mm/s（指令中規(guī)定的最大速度值），因此實際運行速度也只能為400mm/s。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】012.AccSet指令A(yù)ccSet指令中的兩個參數(shù)分別用來限制機器人的加速度值與斜線（坡度）。在處理脆弱負載時，使用AccSet指令，可允許更低的加速度和減速度，使得機械臂的移動更加順暢，其指令使用示例如下：AccSet100，100；在不設(shè)置的情況下，這是系統(tǒng)默認值。即加速度為正常值（100%），加速度斜線也為正常值（100%）。Accset30，100；將加速度限制到正常值的30%，加速度斜線為系統(tǒng)默認值（100%）。AccSet100，30；加速度為系統(tǒng)默認值，將加速度斜線限制到正常值的30%。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】01其中，機器人的加速度百分率最小限制是20%，設(shè)定小于20%，還是以20%來計算；機器人加速度斜線的最小限制是10%，小于10%，還是以10%來計算。圖3-4-5表示了以上三條指令中對于兩個參數(shù)設(shè)定值的對比情況，a圖為系統(tǒng)默認的加速度百分率，即正常值（100%），加速度斜線也為正常值（100%）；b圖是將加速度百分率減到了正常值的30%；c圖則將加速度的降到了正常值的30%項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】01圖3-4-5AccSet指令應(yīng)用對比3.使用注意（1）VelSet與AccSet指令只對后續(xù)的運動指令有效，如果需要立即生效，需要在調(diào)用AccSet指令后重新啟動機器人。當(dāng)機器人冷啟動，新程序載入或是程序重置后，系統(tǒng)自動恢復(fù)為默認值。當(dāng)不做任何定義時，兩條指令的系統(tǒng)默認值分別為“VelSet100，5000”和“AccSet100，100”。（2）如圖3-4-6所示，示教器編程寫指令時，這兩條指令可以在【Settings】指令菜單中找到。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)準(zhǔn)備】01圖3-4-6指令所屬菜單頁面搬運工作站的系統(tǒng)調(diào)試工作主要包括了兩大環(huán)節(jié)：一是工作站的通信調(diào)試；二是程序的聯(lián)合調(diào)試。因此，通過拆解本任務(wù)實操過程主要包括如圖3-4-7所示環(huán)節(jié)，分別是配置工業(yè)機器人與PLC的通信、編寫與調(diào)試PLC控制程序、調(diào)試工業(yè)機器人與PLC之間的通信信號、聯(lián)調(diào)搬運程序、優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍共五個步驟。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-7搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化環(huán)節(jié)一、配置工業(yè)機器人與PLC的通信在進行工作站設(shè)備通信配置與調(diào)試前，先要明確工作站設(shè)備間通信方式。本工作站的系統(tǒng)設(shè)備之間的通信采用了DeviceNet總線協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)I/O板通信的方式。由于工業(yè)機器人配備有DSQC652標(biāo)準(zhǔn)I/O板，接在工業(yè)機器人的DeviceNet總線通信模塊上，因此工業(yè)機器人與PLC、推料機構(gòu)和啟動按鈕等外部設(shè)備的通信是通過標(biāo)準(zhǔn)DSQC652通信板卡的I/O接線端與外部設(shè)備進行點對點的接線，從而實現(xiàn)工作站設(shè)備之間的通信。如圖3-4-8所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-8基于DeviceNet的總線通信架構(gòu)為了實現(xiàn)工業(yè)機器人與PLC之間的通信，需要經(jīng)過兩個步驟：一是要完成設(shè)備間進行通信的硬件連接；二是要完成通信軟件配置。1.硬件連接硬件連接包括了兩部分，一是DSQC652板卡與PLC之間的I/O端口硬件接線；二是需完成個人編程電腦（PC）與PLC之間的通信硬件接線，該PC端裝有PLC編程軟件（博途STEP7軟件），主要用于實時監(jiān)測與調(diào)試PLC端狀態(tài)。（1）I/O端口接線本工作站中工業(yè)機器人與PLC之間的通信，采用的是I/O端口硬接線方式，即將PLC的輸出端口與機器人的輸入信號相連。根據(jù)工作要求，將出料平臺傳感器連接在PLC的輸入端I0.2，PLC的輸出端Q0.0與工業(yè)機器人DSQC652板卡的輸入端0號地址（DI0）相連。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02（2）編程電腦（PC端）與PLC之間的通信硬件連接為了便于調(diào)試，使用網(wǎng)線，將裝有PLC編程軟件（博途STEP7軟件）的電腦主機與PLC直接或者通過交換機連接，主要用于下載程序、實時監(jiān)測與調(diào)試PLC端狀態(tài)，連接方式如圖3-4-9所示。即：使用一條網(wǎng)線，一端插入PC的數(shù)據(jù)傳輸接口，另一端插入以太網(wǎng)交換機網(wǎng)口。使用另一條網(wǎng)線，一端插入PLC的ProfiNET網(wǎng)口，另一端插入以太網(wǎng)交換機網(wǎng)口。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-9編程電腦、交換機與PLC之間的連接（3）網(wǎng)絡(luò)配置在完成工業(yè)機器人與PLC之間通信的硬件連接后，需要設(shè)置電腦網(wǎng)絡(luò)IP地址，具體步驟見表3-4-1。表3-4-1電腦網(wǎng)絡(luò)IP地址設(shè)置項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖（含操作說明）步驟1：打開“網(wǎng)絡(luò)和Internet”設(shè)置注意：在完成編程電腦（PC端）數(shù)據(jù)傳輸端口與交換機網(wǎng)口硬件連接的前提下操作表3-4-1電腦網(wǎng)絡(luò)IP地址設(shè)置項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖（含操作說明）步驟2：選擇“更改適配器選項”命令步驟3：選擇“以太網(wǎng)屬性”窗口①右擊

②

操作步驟示意圖（含操作說明）步驟4：進行Internet協(xié)議版本4（TCP/IPv4）屬性選擇表3-4-1電腦網(wǎng)絡(luò)IP地址設(shè)置項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02①

②

③

操作步驟示意圖（含操作說明）步驟5：設(shè)置PLC網(wǎng)絡(luò)地址表3-4-1電腦網(wǎng)絡(luò)IP地址設(shè)置項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02①

②

①在“Internet協(xié)議版本4（TCP/IPv4）屬性”窗口中，將計算機IP地址與PLC的IP地址改成同一網(wǎng)段，且不與通信網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備的IP地址重復(fù)二、編寫與調(diào)試PLC控制程序1.創(chuàng)建PLC工程文件創(chuàng)建工程文件的方法有兩種，分別為在Portal視圖中和項目視圖中創(chuàng)建，具體方法見表3-4-2、3-4-3所示。表3-4-2PLC工程文件創(chuàng)建（在Portal視圖中創(chuàng)建）項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖步驟1：雙擊桌面上的博途V16圖標(biāo)，打開博途軟件操作步驟示意圖步驟2：單擊“創(chuàng)建新項目”選項步驟3：自定義項目名稱、文件保存路徑、作者和注釋，然后單擊“創(chuàng)建”按鈕，創(chuàng)建工程文件。表3-4-2PLC工程文件創(chuàng)建（在Portal視圖中創(chuàng)建）項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02·①

②

操作步驟示意圖步驟1：新建工程項目步驟2：填寫自定義名稱等表3-4-3PLC工程文件創(chuàng)建（在項目視圖中創(chuàng)建）項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02②

①

②

①

2.組態(tài)PLC設(shè)備當(dāng)完成工程文件的創(chuàng)建即新建一個項目后，應(yīng)當(dāng)先進行硬件設(shè)備的組態(tài)。硬件設(shè)備組態(tài)是項目程序編寫的基礎(chǔ)，設(shè)備組態(tài)時需與設(shè)備實物保持一致。設(shè)備組態(tài)包含兩個工作步驟，一是添加新設(shè)備，二是設(shè)置CPU屬性。（1）添加新設(shè)備在完成項目新建后,可以在Portal視圖或者項目視圖中添加SIMATIC設(shè)備。在Portal視圖添加新設(shè)備的方法如表3-4-4所示。表3-4-4在Portal視圖添加新設(shè)備項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟1：在“新手上路”的向?qū)Ы缑?，選擇“組態(tài)設(shè)備”表3-4-4在Portal視圖添加新設(shè)備項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟2：單擊“添加新設(shè)備”選項步驟3：選擇要組態(tài)的PLC控制器型號①

②

③

④

⑤

表3-4-4在Portal視圖添加新設(shè)備項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟4：核對設(shè)備信息并添加步驟5：在“設(shè)備視圖”里可以找到新添加的CPU設(shè)備

①

②

①

②

（2）設(shè)置CPU屬性設(shè)備組態(tài)期間必須為CPU分配IP地址。如果CPU連接到網(wǎng)絡(luò)上的路由器，則也應(yīng)輸入路由器的IP地址。方法是：①選擇要組態(tài)的CPU設(shè)備：在“項目樹”窗格中，單擊“PLC_1[CPU1214CDC/DC/DC]”下拉按鈕，雙擊“設(shè)備組態(tài)”選項，會在“設(shè)備視圖”的工作區(qū)顯示PLC_1。如圖3-4-10所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-10選擇要組態(tài)的CPU設(shè)備②顯示設(shè)備屬性：在設(shè)備視圖中單擊CPU，可在CPU的下方出現(xiàn)巡視窗口，顯示出CPU屬性，如圖3-4-11所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-11顯示CPU設(shè)備屬性③修改設(shè)備的IP地址：依次單擊巡視窗格的“屬性”一“常規(guī)”一“PROFINET接口[X1]”→“以太網(wǎng)地址”選項，修改以太網(wǎng)IP地址，本工作站的PLC的IP地址為0（設(shè)置的地址要與PLC編程電腦的IP地址在同一網(wǎng)段內(nèi)，即前三位地址相同），如圖3-4-12所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-12修改設(shè)備IP地址①②③④⑤應(yīng)用小技巧：如果巡視窗格未顯示，可以通過單擊右下角小三角圖標(biāo)展開，如下圖所示，同理也可以通過點擊小三角隱藏它；通過向上拖拉窗口的分割線，可以放大縮小巡視窗口。

3.設(shè)計與編寫PLC程序（1）根據(jù)任務(wù)確定I/O分配由任務(wù)3.3的分析可知，物料推出到位檢測傳感器接在PLC的輸入端I0.2地址上，PLC檢測到信號后發(fā)出一個輸出信號給工業(yè)機器人的輸入端，假設(shè)PLC的輸出信號為Q0.1。則I/O分配如表3-4-5所示。表3-4-5搬運工作站的PLC控制I/O分配表項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02輸入輸出輸入信號元件/設(shè)備輸出信號元件/設(shè)備信號名稱/地址號I0.2物料推出到位檢測傳感器Q0.1工業(yè)機器人輸入端daowei/1（2）定義變量表S7-1200提供變量表功能，用來定義地址或常數(shù)的符號，可以為存儲器I、Q、M、DB等創(chuàng)建變量。這是因為在工程實際項目中，控制系統(tǒng)的輸入/輸出信號數(shù)量較多，為了在設(shè)計和閱讀程序時方便記憶每個輸人/輸出信號的元件，使用符號地址可以提高設(shè)計和閱讀的便利性。因此，用戶如果根據(jù)I/O分配表的結(jié)果來設(shè)計項目的變量表，可以方便項目的程序設(shè)計和閱讀。在默認的情況下，用戶程序中使用的任意PLC地址都將被系統(tǒng)自動分配一個默認的標(biāo)簽名稱。變量表的定義見表3-4-6。表3-4-6變量表定義項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟1：在項目樹中雙擊“添加新變量表”圖標(biāo)表3-4-6變量表定義項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟1：在項目樹中雙擊“添加新變量表”圖標(biāo)步驟4：輸入新建兩個變量，并設(shè)置變量地址為I0.2和Q0.1，變量類型為BOOL類型。步驟5：修改名稱①②（3）編寫任務(wù)程序當(dāng)前PLC端已經(jīng)參照前面講解的方法完成了相關(guān)設(shè)備的組態(tài)及變量的添加，工業(yè)機器人端在前一任務(wù)也完成了相關(guān)信號的配置以及程序的編寫，現(xiàn)需編寫PLC程序。由表3-4-5的I/O表可知，任務(wù)需實現(xiàn)PLC輸入端（I0.2）接收到物料到位檢測傳感器的檢測信號后，可通過輸出端（Q0.1）發(fā)送信號至工業(yè)機器人的輸入端，使工業(yè)機器人可以進行下一步的動作。任務(wù)程序的編寫方法見表3-4-7。表3-4-7任務(wù)程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟1：在項目樹中打開Main[OB1]程序窗口操作

②①表3-4-7任務(wù)程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟2：進入程序編輯器步驟3：窗口右側(cè)可以查看指令選項。查看“指令”窗格可以很容易地訪問需要使用的指令，這些指令按功能分為多個不同的選項區(qū)，如基本指令、擴展指令和工藝等

①

②表3-4-7任務(wù)程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟4：編寫觸點指令。將指令從“指令”窗格拖入程序段，此時“程序段1”前面會出現(xiàn)

符號，這表示該程序段處于語法錯誤狀態(tài)步驟5：設(shè)置對應(yīng)的觸點變量名方法1：雙擊常開觸點上方的默認地址“<??.?>”，，在打開的變量表中選擇“出料到位檢測”方法2：雙擊常開觸點上的默認地址“<??.?>”，在彈出的界面中選擇固定地址變量“I0.2”或者單擊

圖標(biāo)

表3-4-7任務(wù)程序編寫項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟6：輸入結(jié)果顯示步驟7：繼續(xù)編寫其余程序，直至結(jié)束。此時“程序段1”前面的

符號消失，說明程序段符合語法要求4.編譯和下載程序到設(shè)備（1）編譯程序在將程序下載到PLC之前，需要先對程序進行編譯。編譯步驟為：①單擊工具欄的“編譯”按鈕，對程序進行編譯，如圖3-4-13所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02

圖3-4-13編譯選擇②編譯結(jié)果信息顯示，如圖3-4-14所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-14編譯完畢后的信息顯示（2）下載程序到設(shè)備①確認編譯結(jié)果沒有錯誤后，在項目樹中選中要下載的目標(biāo)PLC設(shè)備，然后單擊工具欄上的下載

按鈕

下載程序，如圖3-4-15所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02

圖3-4-15下載選擇②在“擴展的下載到設(shè)備”對話框中，將“PG/PC接口的類型”設(shè)置為“PN/IE”；將“PG/PC接口”設(shè)置為以太網(wǎng)網(wǎng)卡的名稱；將“選擇目標(biāo)設(shè)備”設(shè)置為“顯示所有兼容的設(shè)備”。然后單擊“開始搜索”按鈕，選中搜索到的已連接的PLC，并單擊“下載”按鈕。如圖3-4-16。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-16下載設(shè)置③再次單擊“下載”按鈕后會彈出“下載預(yù)覽”對話框（此時“裝載”是灰色的)，將“停止模塊”設(shè)置為“全部停止”后，單擊“裝載”按鈕即可，如圖3-4-19所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-19“下載預(yù)覽”對話框5.在線調(diào)試PLC程序（1）監(jiān)控程序PLC的程序與組態(tài)下載到CPU后，可以將PLC切換到運行狀態(tài)。很多時候用戶需要詳細了解PLC的實際運行情況，并且對程序做進一步的調(diào)試，此時就需要進入PLC在線與程序調(diào)試階段。方法如下：①依次選擇“在線”→“轉(zhuǎn)至在線”選項，或者單擊工具欄中的轉(zhuǎn)至在線圖標(biāo)，PLC即可轉(zhuǎn)為在線監(jiān)控狀態(tài)，如圖3-4-20所示。當(dāng)PLC轉(zhuǎn)為在線監(jiān)控狀態(tài)后，“項目樹”一行就會呈現(xiàn)黃色，“項目樹”窗格中其他選項由不同的顏色進行標(biāo)識。選項標(biāo)識為綠色的和●圖符表示正常，否則必須進行診斷或重新下載。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-20選擇“轉(zhuǎn)至在線”選項進入在線監(jiān)控狀態(tài)③在出料平臺放下一塊方形物料，出料平臺傳感器檢測到信號，I0.2接通，則PLC發(fā)送工業(yè)機器人信號(Q0.1）接通，程序段由原來的虛線變成實線顯示，且顏色由藍色變成綠色，表示信號調(diào)試成功，程序進入保持運行階段，如圖3-4-22所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-22程序調(diào)試與運行成功（2）使用監(jiān)控與強制表調(diào)試程序在“項目樹”窗格中，依次單擊“PLC_1[CPU1214CDC/DC/DC]”→“監(jiān)控與強制表”選項，然后雙擊“添加新監(jiān)控表”選項，將新添加的監(jiān)控表命名為“PLC監(jiān)控表”，并進行變量設(shè)定，如圖3-4-23所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-23變量設(shè)定后的PLC監(jiān)控表PLC監(jiān)控表可以進行在線監(jiān)控，在PLC監(jiān)控表中單擊

圖標(biāo)即可看到最新的監(jiān)視值，如圖3-4-24所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-24PLC監(jiān)控表的在線監(jiān)控

三、調(diào)試工業(yè)機器人與PLC之間的通信信號調(diào)試工業(yè)機器人與PLC之間的通信工作，首先需確認工作站通信前期的準(zhǔn)備工作已經(jīng)完成，再進行工業(yè)機器人與PLC之間信號調(diào)試工作。1.通信調(diào)試準(zhǔn)備通信調(diào)試前的準(zhǔn)備工作，主要包括以下幾個方面。（1）工業(yè)機器人DSQC652板卡與PLC之間的I/O端口硬件接線已經(jīng)完成。（2）編程電腦（PC端）與PLC之間的網(wǎng)絡(luò)連接已經(jīng)完成。（3）工業(yè)機器人軌跡程序以及可實現(xiàn)軌跡選擇的主程序已經(jīng)編寫完成。如圖3-4-25所示。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02圖3-4-25工業(yè)機器人搬運軌跡程序（4）PLC任務(wù)控制程序已經(jīng)編寫完成，并且已經(jīng)下載到設(shè)備并調(diào)試成功，如圖3-4-22所示。（5）工業(yè)機器人與PLC通信所用信號均已經(jīng)完成配置，具體I/O說明見表3-4-8所示。表3-4-8工業(yè)機器人與PLC的通信信號項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02工業(yè)機器人DSQC652板卡輸入（DigitalInput）信號外部設(shè)備信號名稱DSQC652上地址PLC輸出端（Q0.1）daowei12.調(diào)試工業(yè)機器人與PLC之間的通信信號（1）軟件調(diào)試用PLC輸出信號強制置位的方式測試信號兩者之間的信號是否接通。如圖3-4-21所示的PLC控制程序，方法如表3-4-9所示。表3-4-9軟件調(diào)試通信信號項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟1：查看原始狀態(tài)（當(dāng)PLC端輸出信號Q0.1狀態(tài)值為0時，工業(yè)機器人端對應(yīng)輸入信號daowei狀態(tài)值為0）步驟2：在PLC端將Q0.1強制置為1

表3-4-9軟件調(diào)試通信信號項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

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【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟1：查看原始狀態(tài)（當(dāng)PLC端輸出信號Q0.1狀態(tài)值為0時，工業(yè)機器人端對應(yīng)輸入信號daowei狀態(tài)值為0）步驟2：在PLC端將Q0.1強制置為1如果通信異常，則需檢查設(shè)備間的硬件接線、信號和通信配置，直至通信功能正常。

（2）實體設(shè)備調(diào)試實體設(shè)備的調(diào)試應(yīng)根據(jù)工作站現(xiàn)場設(shè)備進行調(diào)試，先將PLC程序打開并設(shè)置成如圖3-4-23所示的監(jiān)控模式，再根據(jù)如表3-4-10所示步驟進行操作。表3-4-10實體設(shè)備調(diào)試通信信號項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟1：確認程序的原始狀態(tài)出料平臺的傳感器未檢測到物料到位，此時PLC的輸入端I0.2和輸出端Q0.1均為原始狀態(tài)的“0”。（2）實體設(shè)備調(diào)試實體設(shè)備的調(diào)試應(yīng)根據(jù)工作站現(xiàn)場設(shè)備進行調(diào)試，先將PLC程序打開并設(shè)置成如圖3-4-23所示的監(jiān)控模式，再根據(jù)如表3-4-10所示步驟進行操作。表3-4-10實體設(shè)備調(diào)試通信信號項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟2：在“輸入輸出”頁面，將輸出信號tuigang強制為“1”狀態(tài)，控制料倉的推料機構(gòu)推出一塊方形物料后，再為強制“0”（停止推料）。步驟3：方形物料被推出后，運行程序后，監(jiān)控表中輸入端I0.2和輸出端Q0.1，應(yīng)由原始的“0”狀態(tài)變?yōu)椤?”狀態(tài)。

（2）實體設(shè)備調(diào)試實體設(shè)備的調(diào)試應(yīng)根據(jù)工作站現(xiàn)場設(shè)備進行調(diào)試，先將PLC程序打開并設(shè)置成如圖3-4-23所示的監(jiān)控模式，再根據(jù)如表3-4-10所示步驟進行操作。表3-4-10實體設(shè)備調(diào)試通信信號項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟4：如果通信正常，查看數(shù)字輸入信號daowei的狀態(tài)則由0變?yōu)?。步驟5：取走出料平臺的方形物料，則Q0.1狀態(tài)自動變?yōu)椤?”，可以看到工業(yè)機器人輸入信號daowei的狀態(tài)值也變?yōu)?。如果通信異常，則需檢查設(shè)備間的硬件接線、信號和通信配置，直至通信功能正常。四、聯(lián)調(diào)搬運程序1.聯(lián)調(diào)準(zhǔn)備搬運工作站的工業(yè)機器人部分的工作任務(wù)主要包括取放夾具、抓取物料、搬運物料、放置物料等多個工藝流程，前期已經(jīng)根據(jù)工作站的現(xiàn)場環(huán)境完成了示教編程與調(diào)試；而PLC端的任務(wù)控制程序比較簡單，且已經(jīng)調(diào)試完畢。工作站各單元滿足應(yīng)用要求后，應(yīng)將整個工作站系統(tǒng)運行起來，并根據(jù)實際運行情況分析，完成工作站的聯(lián)機調(diào)試。因此聯(lián)機調(diào)試前的程序準(zhǔn)備工作如下：①工業(yè)機器人程序已正確導(dǎo)入工業(yè)機器人系統(tǒng)。②PLC程序已正確下載至對應(yīng)的設(shè)備中。③工業(yè)機器人與PLC端的通信調(diào)試已經(jīng)完畢。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)實施】02工作站聯(lián)機調(diào)試前，為滿足搬運作業(yè)需求，一般應(yīng)從工作站設(shè)備程序和設(shè)備初始運行狀態(tài)兩個方面開展準(zhǔn)備工作。聯(lián)機調(diào)試的結(jié)果應(yīng)保證程序銜接位置無碰撞，設(shè)備的初始狀態(tài)滿足工藝流程的初始運行狀態(tài)。如圖3-4-26所示為工作站聯(lián)機調(diào)試流程。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)實施】02圖3-4-26PLC控制程序編寫步驟2.編寫工作站初始化程序在工作站聯(lián)機調(diào)試前，一般需要分析工作站的初始要求編寫初始化程序，案例中搬運工作站的初始要求有：工業(yè)機器人的速度和加速度設(shè)置、工業(yè)機器人回原點、工作站執(zhí)行機構(gòu)（包括料倉推桿縮回、工具快換裝置松開、夾爪松開、指示燈狀態(tài)等）的原始狀態(tài)設(shè)置。在確定好初始化程序的需完成的主要工作后，完成圖3-4-27所示聯(lián)機調(diào)試的初始化程序的編寫。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)實施】02圖3-4-27工作站初始化程序3.手動控制模式下進行調(diào)試在手動控制模式下進行工作站的程序聯(lián)調(diào)工作，具體的步驟如表3-4-11。表3-4-11工作站聯(lián)機調(diào)試步驟項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟1：將控制柜模式開關(guān)轉(zhuǎn)到手動模式。步驟2：在Main程序中調(diào)用完成編輯的初始化程序、推料程序、取放夾具程序、取物料、搬運物料、放置物料等例行程序。將程序指針移動至主程序；注意，需提前確認料倉有料。表3-4-11工作站聯(lián)機調(diào)試步驟項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)實施】02操作步驟示意圖(含操作說明)步驟3：按下使能按鈕并將其保持在中間擋位置，按下示教器上的程序調(diào)試按鈕“下一步”，逐步運行程序。步驟4：按下工作站的啟動按鈕步驟5：按下示教器上的程序調(diào)試按鈕“下一步”，分析并解決程序運行過程中遇到的問題，直到完成所有的程序調(diào)試。4.自動控制模式下進行試生產(chǎn)手動模式下調(diào)試完畢，則可以進入自動模式的試運行，一般應(yīng)先進行空載運行再次確認程序和設(shè)備的配合無誤，再進入帶載運行。五、優(yōu)化工作站生產(chǎn)節(jié)拍1.分析工作站中影響生產(chǎn)節(jié)拍的主要因素生產(chǎn)節(jié)拍的優(yōu)化是通過減少有效生產(chǎn)時間的消耗實現(xiàn)的。在本項目中，工作站的生產(chǎn)任務(wù)是完成物料的搬運，影響生產(chǎn)節(jié)拍的有可能是工業(yè)機器人在生產(chǎn)過程中的運動參數(shù)、周邊設(shè)備的參數(shù)、工作站的布局等方面的因素。經(jīng)過分析，搬運工作站影響生產(chǎn)節(jié)拍的可能因素如表3-4-12所示。表3-4-12影響生產(chǎn)節(jié)拍的可能因素項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)實施】02序號主要因素具體參數(shù)名稱原因1工業(yè)機器人運動參數(shù)系統(tǒng)運行速率、轉(zhuǎn)彎半徑、指令中的運行速率等速率設(shè)置過慢、轉(zhuǎn)彎區(qū)不合理2外圍設(shè)備的參數(shù)推料機構(gòu)推桿速度、傳感器檢測靈敏度等未設(shè)置準(zhǔn)確3工業(yè)機器人軌跡路徑過渡點、軌跡路線過渡點設(shè)置過多、路徑設(shè)置不合理4工作站的布局局部設(shè)備單元擺放位置等易引起碰撞、干涉、距離太遠等2.使用AccSet和VelSet指令調(diào)整工業(yè)機器人的速度參數(shù)針對以上分析結(jié)論，可以有目的地進行某些參數(shù)的調(diào)整。例如，使用AccSet和VelSet指令調(diào)整工業(yè)機器人的速度參數(shù)，適當(dāng)提高工業(yè)機器人的運動速度，減少有效生產(chǎn)時間消耗來進行節(jié)拍優(yōu)化。如圖3-4-27所示的初始化程序，使用AccSet指令將工業(yè)機器人運動加速度限制在正常值的50%，VelSet指令則將所有編程速率降至指令中值的70%，且TCP移動的最大速率不超過800mm/s(下文稱工業(yè)機器人運動參數(shù)一)?？紤]到工作站不存在其他碰撞、干涉區(qū)域，經(jīng)過調(diào)整后可以將工業(yè)機器人運動參數(shù)設(shè)置成如圖3-4-28所示值，工業(yè)機器人加速度被調(diào)整為正常值，程序指令中的編程速率按實際設(shè)置速度值，但TCP移動的最大速率不超過800mm/s。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)實施】02圖3-4-28運動參數(shù)修改通過以上分析可知，在保證工作站其余設(shè)備參數(shù)均不改變的情況下，對比工業(yè)機器人運動參數(shù)一，工業(yè)機器人運動參數(shù)二的運動軌跡消耗的時間減少，工作站每搬運一個物料的工作時間減少，從而實現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍的優(yōu)化。上述方法是整體調(diào)整工業(yè)機器人運動參數(shù)的方法，除此之外還可根據(jù)現(xiàn)場實際需求，精簡工業(yè)機器人的運動軌跡（如減少不必要的過渡軌跡點）和修改特定運動指令語句中的編程速率來改善工業(yè)機器人的運動情況，如圖3-4-29，實現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍的優(yōu)化。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)實施】02圖3-4-29特定運動指令語句中編程速率的修改調(diào)整外圍設(shè)備的運動參數(shù)可提高與工業(yè)機器人的互動效率，從而達到減少有效生產(chǎn)時間消耗的目的。例如，搬運工作站料倉單元的推料機構(gòu)，它的任務(wù)是將料倉中的物料推出到出料平臺，此時可通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥提高推桿的推出速度，再配合調(diào)整出料平臺的光纖傳感器的檢測靈敏度來減少信號傳遞的延遲時間，如圖3-4-30所示，可實現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍的優(yōu)化。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)實施】02圖3-4-30出料平臺光纖傳感器靈敏度調(diào)整

靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)工單】03任務(wù)名稱任務(wù)3.4搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化班級姓名學(xué)號小組名稱組長姓名指導(dǎo)教師學(xué)習(xí)活動一：西門子PLC的認識與編程學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解西門子PLC的基本使用2.能完成搬運工作站的通信連接與設(shè)備之間的I/O信號調(diào)試；

3.能使用博途軟件編寫與調(diào)試PLC控制程序；學(xué)習(xí)過程

請學(xué)習(xí)教材相關(guān)理論知識，完成以下填空題。問題1：

西門子PLC入門需要了解哪些基礎(chǔ)知識呢？1.整個TIA博途軟件包含三個產(chǎn)品，分別為：（

）、（

）和（

）。2.S7-1200PLC使用TIA博途中的（

）或（

）軟件進行編程。3.創(chuàng)建工程文件的方法有兩種，分別為在（

）中和（

）中創(chuàng)建。4.設(shè)備組態(tài)時需與設(shè)備實物保持（

）

，設(shè)備組態(tài)期間必須為CPU分配（

）。5.定義項目變量表的好處在于（

）。6.在將程序下載到PLC之前，需要先對程序進行（

）。7.程序的調(diào)試和診斷有兩種方式可用，一是可以進行（

）的在線監(jiān)控；二是可以建立監(jiān)控表，進行（

）的監(jiān)控與強制。項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)工單】038.請用文字描述下列程序的工作過程及實現(xiàn)的效果。9.列舉出至少三種工業(yè)機器人與PLC的通信方式：①

、②

、③

。10.DeviceNet屬于

通信的其中一種。11.本任務(wù)案例中搬運工作站的通信方式是：

。

12.簡要描述進行工業(yè)機器人與PLC之間通信調(diào)試的前期準(zhǔn)備工作主要有：

、

、

、

、

。13.工業(yè)機器人與PLC之間通信調(diào)試的兩種方式分別是：

和

。14.“AccSet50，100；”指令的功能是

；“AccSet50,500；”指令的功能是

。問題2：

如何查找控制面板上啟動按鈕對應(yīng)的PLC信號地址?如何查找檢測出料平臺是否有料的傳感器對應(yīng)的PLC信號地址？項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)工單】03問題3：

編寫點動PLC程序編寫與調(diào)試，按下點動按鈕，點亮控制面板的紅燈。程序：

問題4：完成以下編程與調(diào)試：出料平臺檢測到有料，通過PLC發(fā)送信號給機器人，機器人接收到信號，控制面板亮綠燈?；顒右豢己耍?/p>

項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)工單】03學(xué)習(xí)活動二：學(xué)習(xí)工業(yè)機器人新的指令學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解AccSet指令和VelSet指令的功能與用法。2.使用AccSet指令和VelSet指令進行工業(yè)機器人的運動軌跡優(yōu)化。學(xué)習(xí)過程

自主學(xué)習(xí)新指令，并舉一反三完成下列填空題，再到實操工位編程觀察新指令的功能。問題1：AccSet指令是什么？怎么用？Accset30，100；將加速度限制到正常值的

（

），加速度斜線為系統(tǒng)默認值（

）。AccSet100，30；將加速度限制到正常值的（

），加速度斜線為系統(tǒng)默認值

（

）

。問題2：VelSet指令是什么？怎么用？VelSet50，400；在執(zhí)行以上指令后，機器人實際運行速度為運動指令規(guī)定運行速度乘以機器人速度倍率（

），并且不超過機器人最大運行速度（

）。

項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)工單】03問題3：

上機編寫以下2個子程序，觀察以下哪一個運行速度更快？活動二考核：學(xué)習(xí)活動三：搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化學(xué)習(xí)目標(biāo)1.歸納搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化工作要點；2.能完成工作站的程序聯(lián)調(diào)。學(xué)習(xí)過程

結(jié)合任務(wù)3.2和3.3的，上機完成完成工作站的程序聯(lián)調(diào)，最后在工作頁歸納總結(jié)。

項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)工單】03問題1：

請根據(jù)實際設(shè)備情況完成工作站系統(tǒng)的調(diào)試與優(yōu)化工作，并填寫下表。

步驟主要內(nèi)容具體描述完成人12345678項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)工單】03問題2：

請根據(jù)你目前的工作站實際情況分析并羅列可能影響生產(chǎn)節(jié)拍的主要因素，填入下表。

活動三考核：

序號主要原因具體參數(shù)名稱原因1234項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)工單】03任務(wù)3.4總結(jié)

項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用任務(wù)四

搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化

【任務(wù)評價】05任務(wù)3.4搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化所在班級學(xué)生姓名考核日期考核內(nèi)容及配分考核點及配分考核評估小組自評（M1）小組互評（M2）教師考核（M3）綜合評價（M0）職業(yè)知識（30分）1.掌握使用博途軟件編寫PLC控制程序的方法步驟（10分）2歸納搬運工作站系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化工作要點（10分）3.理解AccSet指令和VelSet指令的功能與用法（10分）職業(yè)技能（40分）1.正確完成搬運工作站的通信連接與設(shè)備之間的I/O信號調(diào)試（10分）2.能使用博途軟件編寫與調(diào)試PLC控制程序（15分）3.能完成工作站的程序聯(lián)調(diào)，并能使用AccSet指令和VelSet指令進行工業(yè)機器人的運動軌跡優(yōu)化（15分）職業(yè)素養(yǎng)（30分）1.在調(diào)試過程中一絲不茍的工作態(tài)度（10分）2.通過優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神（10分）3.學(xué)習(xí)態(tài)度，即學(xué)習(xí)過程中的積極性，參與性等（10分）合計（100分）對設(shè)備的維護保養(yǎng)是保持工作站正常運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)工作，它可以最大限度減少故障造成的不良影響，作為一名操作員，您需要懂得維護PLC的軟硬件知識，掌握PLC常見的故障現(xiàn)象和維護知識，通過任務(wù)的實施掌握博途軟件的安裝，識別、診斷與排除PLC設(shè)備故障等技能點，形成仔細觀察、認真分析的做事方法。

【任務(wù)描述】任務(wù)五

搬運工作站PLC的維護保養(yǎng)

項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用

【任務(wù)目標(biāo)】知識目標(biāo)1.明確西門子PLC編程軟件（博途）的安裝要求；2.能列舉PLC設(shè)備的常見故障。技能目標(biāo)1.能正確安裝西門子PLC編程軟件（博途V16版本）軟件；2.能根據(jù)CPU面板或軟件指示識別PLC設(shè)備的常見故障；3.能針對PLC設(shè)備的常見故障給出維修建議。素養(yǎng)目標(biāo)通過對設(shè)備常見故障的診斷，形成仔細觀察、認真分析的做事方法。任務(wù)五

搬運工作站PLC的維護保養(yǎng)

項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】一、TIA博途STEP7軟件的安裝要求本書使用的軟件版本為博途STEP7專業(yè)版V16，安裝時須使用管理員權(quán)限來安裝，對計算機硬件和操作系統(tǒng)也有一定要求，建議配置如表3-5-1所示。任務(wù)五

搬運工作站PLC的維護保養(yǎng)

硬

件/軟件建

議

配

置處理器IntelCorei5-6440EQ(最商3.4GHz)內(nèi)存16GB或更高硬盤SSD，至少應(yīng)該有50GB的可用空間網(wǎng)絡(luò)100Mbps或更高屏幕15.6英寸全高清顯示屏(1920像素x1080像素或更高)表3-5-1建議配置的博途安裝環(huán)境項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】任務(wù)五

搬運工作站PLC的維護保養(yǎng)

操作系統(tǒng)Windows7(64位)·MSWindows7ProfcssionalSPi·MSWindows7EnterpriseSPl·MSWindows7UltimateSP1Windows10(64位)·Windows10ProfessionalVersion1703·Windows10EnterpriseVersion1703·Windows10Enterprise2016LTSB·Windows10loTEnterprise2015LTSB·Windows10loTEnterprise2016LTSBWindowsServer(64位)·WWVindowsServer2016Standard(完全安裝)·WindowsServer2019Standard(完全安裝)項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】二、PLC故障診斷與維修知識西門子S7-1200PLC的CPU模塊上包括有通信接口、儲存卡插槽、故障指示燈等，故障的隱蔽性比較大。PLC硬件故障維修的基本方法就是更換模塊，但是盲目更換CPU模塊或信號模塊會帶來不必要的損失。根據(jù)故障指示燈判斷故障模塊是檢修的關(guān)鍵。任務(wù)五

搬運工作站PLC的維護保養(yǎng)

項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】1．CPU模塊故障的判斷方法如圖3-5-1所示，西門子PLCS7-1200的CPU上帶有LED狀態(tài)指示燈，RUN/STOP指示燈、ERROR指示燈、MAINT指示燈、I/O通道指示燈。任務(wù)五

搬運工作站PLC的維護保養(yǎng)

圖3-5-1S7-1200CPU面板指示燈項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】

（1）STOP/RUN指示燈

STOP/RUN指示燈的顏色為橙色時，代表CPU處于STOP模式；為綠色時，代表CPU處于RUN模式；為橙色和綠色交替閃爍時，代表CPU正在啟動。

（2）ERROR指示燈

ERROR指示燈為紅色閃爍時，代表CPU存在錯誤，如模塊錯誤、組態(tài)錯誤等；為紅色時，代表硬件故障。

（3）MAINT指示燈。

插入存儲卡時，MAINT指示燈閃爍，CPU切換到STOP模式。任務(wù)五

搬運工作站PLC的維護保養(yǎng)

項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】（4）PROFINET通信指示燈CPU還提供了兩個可指示PROFINET通信狀態(tài)的LED，打開底部端子塊的蓋子可以看到PROFINETLED。其中，Link(綠色)指示燈常亮表示PROFINET通信連接成功，Rx/Tx(黃色)指示燈常亮表示有傳輸活動，如圖3-5-2所示。任務(wù)五

搬運工作站PLC的維護保養(yǎng)

圖3-5-2PROFINET通信狀態(tài)LED指示燈項目三工業(yè)機器人物料搬運集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】2.I/O模塊故障判斷方法輸入模塊一般由光電耦合電路組成；輸出模塊根據(jù)型號不同有繼電輸出、晶體管輸出、光電輸出等。CPU和各數(shù)字量信號模塊(SM)為每個數(shù)字量輸入和輸出提供了I/OChannel指示燈。I/OChannel(綠色)通過點亮或熄滅來指示各輸入或輸出的狀態(tài)。且每一個輸入輸出點都有相應(yīng)的發(fā)光二極管指示。若有輸入信號但對應(yīng)的指