基于S7-1200PLC和IRB120工业机器人的汽车轮毂仓储-打磨控制系统设计 (1).doc

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摘要

未来几年，我国汽车产量将继续保持5%-10%的增速。在整车拉动下，汽车轮毂生产企业发展势头良好。本方案基于S7-1200PLC和IRB120工业机器人，对轮毂进行打磨加工，通过PLC控制各气缸输出动作，实现了全自动轮毂仓储-打磨控制，不仅节省了

人工成本，还提高了生产效率。

关键词：西门子1200PLC;IRB120机器人；仓储-打磨系统

目录

1.系统工作流程 4

2.系统总体结构 4

3.系统硬件选型 5

3.1ABBIRB120 5

3.2西门子1200PLC 5

3.3华太模块FR8210、FR8030 6

3.4亚德客电磁阀 6

4.硬件设计 7

4.1PLC控制电路设计 7

4.2FR8210硬件接线设计 8

4.3ABB硬件电路设计 9

4.4系统布局设计 11

5.软件设计 12

5.1PLC组态设计 12

5.3程序 12

5.3.1PLCI/0表 12

5.3.2PLC程序 13

5.3.3ABB程序 14

5.5系统调试步骤 18

6结论 18

参考文献 19

致谢 20

附录查重报告 21

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1.系统工作流程

第一步是流程开始：机器人处于安全姿态，并安装夹取工具。

第二步是仓储取料：机器人前往仓储单元，发送取料信号，使轮毂仓位推出，完成

轮毂抓取。

第三步是轮毂打磨：机器人将抓取轮毂移动至打磨工位，更换打磨工具对轮毂进行

打磨。

第四步是轮毂吹屑：机器人将抓取轮毂移动至吹屑工位，对轮毂进行吹屑。

第五步是回仓结束：机器人将轮毂放回原仓，回至安全姿态，工艺流程结束。

2.系统总体结构

本方案设计由PLC作为控制核心，通过控制FR8210扩展模块输出对仓储单元、打磨单元各电磁阀进行动作。ABB机器人作为执行部件，用来实现对轮毂的抓取、打磨等

动作。系统总体结构图如图2.1所示。

PLCABB电磁阀

PLC

ABB

图2.1系统总体结构图

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3.系统硬件选型

3.1ABBIRB120

作为本方案的执行部件，IRB120小型工业机器人仅重25kg,出色的便携性与集成性，使其成为同类产品中的佼佼者。该机器人的安装角度不受任何限制。机身表面光洁，便于清洗；空气管线与用户信号线缆从底脚至手腕全部嵌入机身内部，易于机器人集成。

ABBIRB120如下图3.1所示。

图3.1ABBIRB120

3.2西门子1200PLC

作为本方案的控制核心，选用西门子1200DC/DC/DC控制器，该PLC为晶体管类型，电源24V输入，且自带6路数字量输入、8路数字量输出，支持以太网PROFINET通信。拥有较高的易操作性，;具有编程简单，操作方便，维修容易等特点。并且有多种程序

设计语言可供使用。西门子1200PLC如图3.2所示。

图3.2西门子1200PLC

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3.3华太模块FR8210、FR8030

本方案设计的扩展模块选用南京华太FR8210和FR8030远程扩展模块，该模块为24V电源输入，搭配FR1108输入模块和FR2108输出模块。在本系统中，它们分别作为PLC

的从站和机器人控制柜的扩展模块。华太通信模块图如图3.3所示。

图3.3华太通信模块

3.4亚德客电磁阀

本方案设计的气路控制元件选用亚德客型号为4V110-M5的单控二位五口电磁阀，是气路中的控制元件。通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开，气缸动作；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭，气缸缩回。亚

德客电磁阀如图3.4所示。

图3.4亚德客电磁阀

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4.硬件设计

4.1PLC控制电路设计

本方案设计的控制电路由PLC和外部电器组成；当启动按钮按下时，绿灯点亮，并通过FR8210扩展模块向机器人扩展模块FR8030传递系统启动信号，机器人开始进行初始化；运行过程中，当停止按钮被按下，红灯点亮、停止信号继续通过FR8210扩展模块传递至机器人扩展模块FR8030,机器人触发中断程序，立即停止当前动作。PLC

控制电路如图4.1所示。

INPUT

6ES7212-1AD40-0XB0

CPU

1212C

DC/DC/DC

SIEMENS

图4.1PLC控制电路

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4.2FR8210硬件接线设计

本方案设计的FR8210硬件接线设计由输出模块FR2108和仓储单元、打磨