激光打標(biāo)工作站通信規(guī)劃與程序開發(fā)規(guī)劃一、模塊功能規(guī)劃二、通信規(guī)劃三、程序開發(fā)規(guī)劃1/19一模塊功能規(guī)劃1.工作站布局根據(jù)工作站運(yùn)行流程要求，搭建激光打標(biāo)工作站布局，如圖所示。工作站組成及布局1.四軸工業(yè)機(jī)器人單元2.壓裝單元3.執(zhí)行單元4.倉(cāng)儲(chǔ)單元5.分揀單元（含RFID模塊）6.激光打標(biāo)單元+工具單元7.總控單元2/19一模塊功能規(guī)劃2.功能規(guī)劃以激光打標(biāo)的工藝需求為主，工作站中各單元模塊功能規(guī)劃見表1-2。工作站組成及布局序號(hào)單元模塊功能定義1四軸工業(yè)機(jī)器人單元夾持輪轂至壓裝單元的放料點(diǎn)（或取料點(diǎn)）、分揀單元的RFID讀寫點(diǎn)。2壓裝單元以一定壓力將車標(biāo)壓裝在輪轂零件中。3執(zhí)行單元可以更換夾爪、吸盤等不同的工業(yè)機(jī)器人末端工具；夾持輪轂至倉(cāng)儲(chǔ)單元、壓裝單元的放料點(diǎn)（或取料點(diǎn)）；能夠完成與PLC的IO通信。4倉(cāng)儲(chǔ)單元能夠推出或縮回各料倉(cāng)，顯示并反饋當(dāng)前各倉(cāng)位的物料存儲(chǔ)狀態(tài)。表1激光打標(biāo)工藝各單元功能規(guī)劃(1)3/19一模塊功能規(guī)劃工作站組成及布局序號(hào)單元模塊功能定義5分揀單元的RFID模塊將電子編碼信息寫入到車標(biāo)零件中。6激光打標(biāo)單元根據(jù)指令，對(duì)車標(biāo)零件進(jìn)行激光打標(biāo)，其中車標(biāo)雕刻的內(nèi)容主要分為字符和圖片兩大類型。7工具單元提供夾爪、吸盤等工具。8總控單元為工作站提供電、氣支持；可以直接控制倉(cāng)儲(chǔ)單元、分揀單元、壓裝單元的動(dòng)作；可以與執(zhí)行單元、SCARA工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行通信；上位機(jī)可實(shí)時(shí)監(jiān)控當(dāng)前工作站的運(yùn)行狀態(tài)；HMI人機(jī)界面可對(duì)應(yīng)用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息監(jiān)控、流程控制、訂單管理。表2激光打標(biāo)工藝各單元功能規(guī)劃(2)4/19一模塊功能規(guī)劃如圖所示，為激光打標(biāo)工作站中所有設(shè)備之間的通信關(guān)系示意圖。激光打標(biāo)工作站控制結(jié)構(gòu)5/19一模塊功能規(guī)劃可以看出，在該工作站中，同時(shí)配置了四軸工業(yè)機(jī)器人和六軸工業(yè)機(jī)器人，它們分別與PLC之間的通信方式為IO通信，但兩工業(yè)機(jī)器人之間并無(wú)直接通信關(guān)系。工作站中其他單元均與PLC之間有直接通信關(guān)系。需要注意的是，從硬件角度而言，激光打標(biāo)機(jī)可以通過(guò)總控單元的PC分別與兩工業(yè)機(jī)器人和PLC這三個(gè)控制器之間建立TCP通信，因此通信關(guān)系最終可由控制方式而定。激光打標(biāo)工作站控制結(jié)構(gòu)6/19二通信規(guī)劃如圖所示，根據(jù)工作站中的通信關(guān)系，本案例將PLC作為激光打標(biāo)工作站的核心控制者，選擇PC與PLC直接進(jìn)行TCP通信。確定工作站各設(shè)備的控制結(jié)構(gòu)7/19二通信規(guī)劃此時(shí)PLC作為客戶端，總控單元PC作為服務(wù)器，配合完成激光打標(biāo)任務(wù)。激光打標(biāo)單元內(nèi)部的周邊設(shè)備（輔件）與PLC為IO通信，其與分揀單元、倉(cāng)儲(chǔ)單元等其他單元模塊的動(dòng)作流程也由PLC直接控制。同時(shí)在實(shí)施對(duì)激光打標(biāo)單元的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與參數(shù)設(shè)置上位機(jī)程序開發(fā)時(shí)，PC中安裝的WinCC為上位機(jī)，與PLC基于以太網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行通信。針對(duì)激光打標(biāo)工藝相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)，此處只展示與激光打標(biāo)過(guò)程相關(guān)的信號(hào)及功能，分為工業(yè)機(jī)器人←→末端工具信號(hào)、PLC←→工業(yè)機(jī)器人交互信號(hào)、PLC←→激光打標(biāo)單元通信三部分，其中工業(yè)機(jī)器人末端工具信號(hào)參照“打磨工作站通信規(guī)劃”“工業(yè)機(jī)器人-工具信號(hào)定義表”，其余兩類通信如下所示。確定工作站各設(shè)備的控制結(jié)構(gòu)8/19二通信規(guī)劃PLC與工業(yè)機(jī)器人之間采用“一問(wèn)一答”形式進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，在此我們?cè)O(shè)置兩對(duì)組信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)此通信方式。1.流程數(shù)據(jù)組信號(hào)“FrPGroData”為PLC發(fā)送至工業(yè)機(jī)器人的流程數(shù)據(jù)，此信號(hào)為某一數(shù)值時(shí)，即可觸發(fā)工業(yè)機(jī)器人一系列對(duì)應(yīng)動(dòng)作；組信號(hào)“ToPGroData”為工業(yè)機(jī)器人反饋至PLC的流程數(shù)據(jù),工業(yè)機(jī)器人一系列流程動(dòng)作執(zhí)行完畢后將置位該信號(hào)至某位數(shù)值，如正面打磨完畢。這對(duì)組信號(hào)主要控制（或反饋）以功能目標(biāo)為主的工業(yè)機(jī)器人流程。2.過(guò)程參數(shù)組信號(hào)“ToPGroPara”為工業(yè)機(jī)器人發(fā)送至PLC的過(guò)程參數(shù)；組信號(hào)“FrPGroPara”為PLC反饋至工業(yè)機(jī)器人的過(guò)程。這對(duì)組信號(hào)主要控制（或反饋）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中某具體動(dòng)作的過(guò)程參數(shù)。PLC與六軸工業(yè)機(jī)器人之間的IO通信9/19二通信規(guī)劃各信號(hào)具體功能設(shè)定見下表。PLC與六軸工業(yè)機(jī)器人之間的IO通信類別IO接口數(shù)值功能流程數(shù)據(jù)QB16（PLC）→FrPGroData（工業(yè)機(jī)器人）51吸取車標(biāo)零件（已鐳雕）ToPGroData（工業(yè)機(jī)器人）→IB16（PLC）51吸取車標(biāo)零件完畢QB16（PLC）→FrPGroData（工業(yè)機(jī)器人）99初始化過(guò)程參數(shù)QB17（PLC）→FrPGroPara（工業(yè)機(jī)器人）6激光打標(biāo)工位夾具已放松ToPGroPara（工業(yè)機(jī)器人）→IB19（PLC）4工業(yè)機(jī)器人已至打標(biāo)工位表3PLC-工業(yè)機(jī)器人交互信號(hào)10/19二通信規(guī)劃PLC與激光打標(biāo)單元的通信形式分為兩類。一類為TCP通信，主要傳遞激光打標(biāo)內(nèi)容相關(guān)參數(shù)，通信地址為“192.168.0.10”（PC），相應(yīng)網(wǎng)口為9000；另一類為IO通信，主要為控制激光打標(biāo)單元中周邊設(shè)備的動(dòng)作以及激光打標(biāo)機(jī)的啟動(dòng)。具體功能定義分別見表4和表5。PLC與激光打標(biāo)單元的通信序號(hào)PLC-IO對(duì)應(yīng)激光打標(biāo)單元設(shè)備功能1I30.0打標(biāo)工位光電開關(guān)激光料井產(chǎn)品檢知。2I30.1料井磁性開關(guān)料井氣缸推出到位反饋。3I30.2料井磁性開關(guān)料井氣缸縮回到位反饋。4I30.3激光打標(biāo)機(jī)激光雕刻已完成。5Q30.0氣缸電磁閥料井氣缸推出物料。6Q30.1激光打標(biāo)機(jī)啟動(dòng)激光打標(biāo)機(jī)。表4PLC-激光打標(biāo)單元IO通信定義11/19二通信規(guī)劃PLC與激光打標(biāo)單元的通信序號(hào)通信字符對(duì)應(yīng)文件雕刻內(nèi)容1DTB1Benchi.ezd雕刻奔馳車標(biāo)2DTB2Baoma.ezd雕刻寶馬車標(biāo)3DTB3Dazhong.ezd雕刻大眾車標(biāo)4DTB4Hongqi.ezd雕刻紅旗車標(biāo)5DTB5Biyadi.ezd雕刻比亞迪車標(biāo)6DTB6Jili.ezd雕刻吉利車標(biāo)7DTB7Tb7.ezd自定義18DTB8Tb8.ezd自定義2……………………15DTB15Tb15.ezd自定義9表5PLC-激光打標(biāo)單元TCP通信內(nèi)容12/19三程序開發(fā)規(guī)劃在激光打標(biāo)工作站中共有兩種類型的工業(yè)機(jī)器人：六軸工業(yè)機(jī)器人和四軸工業(yè)機(jī)器人。根據(jù)表1-2所示的單元模塊功能規(guī)劃，此處將以激光打標(biāo)工作站的全部流程為基礎(chǔ)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)流程進(jìn)行程序規(guī)劃，見表6-9。在后續(xù)工業(yè)機(jī)器人程序編制中，我們主要對(duì)激光打標(biāo)單元以及鐳雕工作站的流程程序做詳細(xì)說(shuō)明，其他單元模塊的功能程序可參見同系列教材中級(jí)和高級(jí)第二、三章節(jié)相關(guān)內(nèi)容。工業(yè)機(jī)器人程序規(guī)劃工業(yè)機(jī)器人程序模塊對(duì)應(yīng)單元模塊工業(yè)機(jī)器人程序工業(yè)機(jī)器人功能程序狀態(tài)六軸工業(yè)機(jī)器人Program執(zhí)行單元CSlideMove滑臺(tái)定位運(yùn)動(dòng)參見工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成應(yīng)用中級(jí)項(xiàng)目二工具單元PGetTool裝載工具PPutTool卸載工具表6PLC-激光打標(biāo)單元IO通信定義(1)13/19三程序開發(fā)規(guī)劃工業(yè)機(jī)器人程序規(guī)劃工業(yè)機(jī)器人程序模塊對(duì)應(yīng)單元模塊工業(yè)機(jī)器人程序工業(yè)機(jī)器人功能程序狀態(tài)六軸工業(yè)機(jī)器人Program倉(cāng)儲(chǔ)單元PGetHub拾取輪轂參見工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成應(yīng)用中級(jí)項(xiàng)目二PPutHub放置輪轂壓裝單元PFeed放置車標(biāo)零件參見工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成應(yīng)用高級(jí)項(xiàng)目二PAssemble壓裝車標(biāo)工藝激光打標(biāo)單元PGetLogo拾取已鐳雕車標(biāo)零件需要新建表7PLC-激光打標(biāo)單元IO通信定義(2)14/19三程序開發(fā)規(guī)劃工業(yè)機(jī)器人程序規(guī)劃工業(yè)機(jī)器人程序模塊對(duì)應(yīng)單元模塊工業(yè)機(jī)器人程序工業(yè)機(jī)器人功能程序狀態(tài)六軸工業(yè)機(jī)器人Module1激光打標(biāo)工作站Main六軸工業(yè)機(jī)器人全流程需要新建Initialize六軸工業(yè)機(jī)器人初始化參見工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成應(yīng)用中級(jí)項(xiàng)目二Definition激光打標(biāo)工作站——存儲(chǔ)工業(yè)機(jī)器人全局?jǐn)?shù)據(jù)表8PLC-激光打標(biāo)單元IO通信定義(3)15/19三程序開發(fā)規(guī)劃工業(yè)機(jī)器人程序規(guī)劃工業(yè)機(jī)器人程序模塊對(duì)應(yīng)單元模塊工業(yè)機(jī)器人程序工業(yè)機(jī)器人功能程序狀態(tài)四軸工業(yè)機(jī)器人Program檢測(cè)單元PVisual執(zhí)行視覺檢測(cè)參見工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成應(yīng)用高級(jí)項(xiàng)目二分揀單元PSort分揀已完成裝配車輪PRecord電子信息讀取壓裝單元PGetHub下料PPutHub上料Module1激光打標(biāo)工作站Main四軸工業(yè)機(jī)器人全流程表9PLC-激光打標(biāo)單元IO通信定義(4)16/19三程序開發(fā)規(guī)劃在激光打標(biāo)工作站中，共使用兩個(gè)PLC控制器，在此我們將其命名為PLC_1和PLC_3。根據(jù)表4-27所示的單元模塊功能規(guī)劃以及控制結(jié)構(gòu)，我們將各單元的功能進(jìn)行劃分，具體內(nèi)容見表10-11。在后續(xù)PLC程序編制中，我們主要對(duì)激光打標(biāo)單元以及激光打標(biāo)工作站的流程程序做詳細(xì)說(shuō)明，其他單元模塊的功能程序可參見同系列教材中級(jí)和高級(jí)第二、三章節(jié)相關(guān)內(nèi)容。PLC程序規(guī)劃PLC程序塊單元模塊PLC功能程序狀態(tài)PLC_1FB塊倉(cāng)儲(chǔ)單元狀態(tài)顯示、控制零件的出庫(kù)、入庫(kù)參見工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成應(yīng)用高級(jí)項(xiàng)目三工具單元發(fā)送工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的指令，完成工具的裝載與卸載表10PLC-激光打標(biāo)單元IO通信定義(1)17/19三程序開發(fā)規(guī)劃PLC程序規(guī)劃PLC程序塊單元模塊PLC功能程序狀態(tài)PLC_1FB塊壓裝單元控制傳輸帶的運(yùn)動(dòng)以及壓裝動(dòng)作的執(zhí)行參見工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成應(yīng)用高級(jí)項(xiàng)目三分揀單元能夠讀寫車標(biāo)零件的電子信息激光打標(biāo)單元根據(jù)上位機(jī)的輸入?yún)?shù)，對(duì)車標(biāo)零件進(jìn)行指定內(nèi)容的激光打標(biāo)加工需要新建OB塊激光打標(biāo)工作站控制打磨工作站全局流程PLC_3FB塊OB塊執(zhí)行單元接