西门子CPU 6ES7 215-1BG40-0XB0安装调试
随着制造业的不断发展，使得机器人在码垛、涂胶、点焊、弧焊、喷涂、搬运、测量等行业有着相当广泛的应用。本文针对涂胶机系统进行简要的介绍。
设计一个涂胶系统的首要任务是根据机器人所要完成的工作，先确定机器人的结构组成。可以是龙门式，挂壁安装式等。再按工作要求所给出各轴的运动行程、负载、运动速度、加速度，动作周期来选每个运动轴直线运动单元的型号，所配驱动电机及所配精密行星减速机的型号。图1是一个典型的三维机器人涂胶系统的现场布置情况，图2是涂胶系统的机械部分的布置情况。
图1 图2
下面即以此系统为例对涂胶系统进行深入的阐述。
此系统是来实现汽车的顶棚横梁和发动机盖的不同型号工件的涂胶工作，首先根据胶枪的重量来选择机器人系统的负载能力，一般来说，此种胶枪的重量不会很重，所以只要选择轻负载能力的导轨系统即可。但是由于工件的数量比较多（从图3可以看出此系统是完成7种工件的涂胶和点胶的工作），涂点的数量也很多，这就要选择一个高速的涂胶系统，而这正是导轨系统所具备的特性（导轨系统可以实现快10m/s的高速**定位）。这样根据工作频率的要求即可选出电机的配置。后根据工件的布置情况来选择导轨的有效行程（工件的布置情况如图3，有效行程为1200mm*1200mm*300mm）。
图3
此直角坐标机器人系统在工作台上安装图3中7种工件的夹具。在工作台上设有车型按扭，按下相应的车型按扭，相对应的工件指示灯（按扭式）黄灯亮，同时工件的自动检测到位开关开始工作，操作工按相应工件装夹后，工件到位检测绿灯亮，此时方可按下机器人起动按扭，机器开始按程序设定的相应车型的相应工件自动点胶；点胶完毕机器人自动复位，程序结束指示灯亮；取下工件后，程序结束指示灯灭；如果不更改车型或工件型号，系统将默认上次程序内容进行工作直至更改车型或工件；
同时，系统可在不按下车型按扭情况下工作，操作工可自由选择工件，可单件或几种工件一起组合，按下相应的工件指示灯（按扭式），相应工件的自动检测开关开始工作，红灯亮，装夹好相应的工件后，工件到位检测绿灯亮后，方可按下机器人起动按扭，机器人按检测到的工件自动调用相应的程序自动点胶；点胶完毕机器人自动复位，程序结束指示灯亮；同样，如果不更改工件号或工件组合，系统将默认上次程序内容进行工作直至更改工件或工件组合；
系统还设有紧急停止按扭，可手动、自动停止；机器人支承架工作范围内装有光栅安全系统，在故障或异常情况下报警信号灯亮，系统紧急停止，在手动状态下排除报警后系统方可继续运行；有自动记忆功能，在停电或故障情况后可继续完成工作。此系统的工艺流程如图4。
此涂胶系统的控制部分选用德国数控系统。
数控系统有着如下的特点：
1 有8种操作方式：MDI、程序输入、图形功能、单步、自动、外部数据通讯、程序管理和示教方式。还可开发用户自己的界面。
2 有常用的G代码：G00、G01、G02、G03、G04、G0、G06。
3 图形功能：图形功能非常方便，图形的开始点通过按键可任意移动，图示有单步图示，图示部分程序段和对工件进行缩小和放大进
行图示。所有功能通过按键可以实现
4 小执行单位：X轴1μM，Z轴1μM。
5 有值编程（G90）和增量值编程（G91），软限位（G67和G68）。
6 有宏指令和参数编程。CNC有极强的二次开发能力和高度开放的PLC功能。
7 由于采用高速CPU和段预读功能，保持程序段间无停顿，连续匀速运动。
8 用口令来封锁对机械数据的操作和程序输入，输出，删除，复制，CNC的操作非常简便。
CNC硬件上的优点：
1 CNC是双CPU。一个是工业用MOTOROLA公司的M68000系列32位单片机。它用于各种插补运算。一个是Z80单片机。它用于图形和键盘功能。
2 采用了超高集成度的门阵列器件使CNC系统器件少，体积小，可靠性高。
3 CNC抗静电干扰能力是9000V。沈阳机床厂通过10多次不同方位的干扰CNC都正常工作。
接触式抗静电放电干扰能力：±9000V（从不同位置连续数十次，）
抗电中断能力：50Hz内连续掉点5Hz后再上电，如此反复循环，能正常工作抗电源拉偏：低到本135VAC，CNC能正常工作。
浪涌抗扰性：4000V。
4 所有18路输入和18路输出是光电隔离的。
5 有控制变频器的D/A转换器。可直接控制变频器来实现恒线速切削。
6 已经带有手轮脉冲发生器，CNC和驱动器的连线都非常简单。
7 操作面板上带有所有手动功能的按键。如速度倍率旋钮，"STOP"键，启动键"START"，清除键"C"，选参考点键，选择主轴方向键,速度键，冷却键，刀具键和机床锁住键。不需要再配面板和按键了。
8 CNC键盘上的按键是真正的机械式开关。而且键盘是防水的。
9 带手轮脉冲发生器，每个脉冲可移动1，0.1, 0.01或0.001mm。
此系统对操作员不需要任何编程经验，很复杂的任务可以在几分钟内设置好。操作员经过几小时的培训就可以完全掌握该系统。
，采用机器人后使涂胶和点胶的工作效率大为提高。省去大量人力，大量降低成人工成本。该机器人运行一年后就可收回所投入的成本。该机器人在正常维护下至少运行十年。随着大批量全自动化涂胶生产线的兴起，此涂胶系统将具有更加广范的市场前景和发展潜力！
被检测的产品被整齐放在一个4000*2500mm的检测平台上。每个产品的尺寸大约是60*30mm，整个平台被均分成50行和50列的矩阵式2500个小格，每个格的尺寸是80*50mm。每个格中心处放一个产品，但其位置有大约2mm的误差。但误差仅是在X和Y方向上，而产品的方向是足够准确的。机器手要把测量用插头准确插入产品信号端子上，测量仪器发出几种检测信号，来检验该产品的各个功能是否正常工作。测量仪器接收产品的输出信号，并以此为依据来判断产品是否合格。测量仪器要给出不合格产品的位置。在上面的工作过程中，机器人必需知道每个产品的准确位置，误差要小于0.1mm, 这样机器人才能把测量用插头准确插入产品信号端子上。
所选用的机器人
根据工作平台的有效面积是4000*2500mm，这里要选择一个有效行程为4000*2500*200mm的三维机器人。为了测量每个产品的准确位置，我们在机器人的Z轴上装上CCD相机，由机器人按事先定好的位置运动到被测产品的上面，CCD镜头与被测产品的高表面的高度是100mm，保证视场是40*40 mm。
由于CCD相机及所配电缆的总重量大约500克，测量用插头及所配电缆的总重量大约1000克，向上拔测量用插头的力量大约1000克，Z轴总负载大约为2500克，所以Z轴负载为5公斤的抓取式导轨。考虑到可能有几种不同高度的产品要检测，Z轴的行程选为200mm。Z轴自重加上所有负载和驱动电机为11.6公斤，Y轴选择有效行程为2500mm， Y轴自重加上所有负载（Z轴）和驱动电机为42.3公斤。根据Y轴，Z轴重量及所有负载和驱动电机的总重量X轴有效行程为4000mm。
四 控制结构和CCD相机
该机器人的控制系统采用德国运动技术公司（Movtec）的三轴运动控制卡DEC4DT和运动控制软件Editasc。DEC4T3运动控制卡是基于PC机，专用控制3台步进电机和数字伺服电机的运动控制卡。EdiTasc不仅是MOVTEC公司各种控制卡配套的通用数控软件，它也是一个高度开放的开发平台，可以直接控制各种工业自动化设备，或方便的开发用户专用页面及控制系统。DEC4T3自带36路数字输入输出口，来作为限位开关，控制CCD和起动检测仪器。
CCD相机选用德国Vision Components GmbH公司智能摄像机VC2028。其配置如下：CCD芯片是Sony 1/2” 640*480点，每秒25桢图像，存储器配置是16 MB SDRAM, 2 MB Flash Eprom, 8 bit overlay, CPU是TMS320C62XX，速度是1200MIPS （每秒1200百万指令）。VC2028通过自带RS232口 可以把位置数据传给PC机。VC2028还自带4路数字输入口和4路数字输出口。视场范围是40mm×40mm。
五 工作过程：
整个工作台上有50×50个产品，X轴方向有50行，Y轴方向上有50列，每个产品占80*50mm的工作台面。先对行的个产品进行检测，然后是行的第二个产品，如此依次到然后是行的第五十个产品。完成对行所有产品的检测后，再对第二行上从列上的产品到第五十列上的产品依次逐个进行检测。如此依次逐行逐列对所有产品进行检测。
利用EdiTasc通用数控软件的Mtasc语言可以很方便简单地完成上面的定位运动。 程序结构大体如下：
I = -1;
J = -1;
For 50 {
I = I + 1;
For 50 {
J = J + 1;
If (bbbbb1 == 1) {
Xposi = I * 80 + 40;
Yposi = J * 50 + 25;
X Xposi Y Yposi MF ;
Wait 0.0;
}
Out Output1
}
从机器人把Z轴和上面CCD相机运动到产品上面后，CCD相机检测到开始新的位置检测工作信号后，摄取一副图象。图象处理软件的功能大体如下：1）步是先对图象二值化处理，由于采用近似平行光从侧面照明，产品的两个几乎相互垂直的外边可以很清楚地被检测出来。2）第二步是对两个几乎相互垂直的外边的位置进行推算，为得当更准的位置，利用像素间差补。3）把得到的位置数据传给EdiTasc软件。EdiTasc通用数控软件得到新的位置数据后，根据所得位置的差来移动X轴和Y轴到产品上面。实际中0.1mm的位置差用百格拉的机器人很轻松得到保证。
到达产品的正上方后机器手把测量用插头迅速准确插入产品信号端子上，先给产品通电，然后测量仪器按一定时序发出检测信号，并接收该产品对应各个功能时的输出信号，并以此为依据来判断产品是否合格。
六：结论
采用直角坐标机器人后使上面的产品质量检测速度大为提高，而且没有忘检测现象出现。省去打量人力，大量降低成人工成本。该机器人运行一年后就收回所投入的成本。该机器人在正常维护下至少运行十年。实际中下面的领域是几个典型的直角坐标机器人的应用：1）从面包包装，鸡蛋喷码，BOURJOIS公司和LAUDER化妆品公司口红的装配和包装，很多药品的包装；2）精密工件到电子产品的装配，检测和包装：如西门子和诺基亚的手机生产中，菲利浦和Suntec的电子元件生产线；3）其它一些大批量产品的生产过程中的检测和装配。4）大众和奔驰公司的汽车的生产线，博世公司厂内自动化生产线，海德堡印刷机生产线上。 随着大批量全自动化生产的迅猛发展及很多产品要在许多生产环节被检测，这类直角坐标机器人将具有更加广范的市场前景和发展潜力！