基于PROFIBUS總線的曲軸清理機器人系統設計

引言

在汽車生產過程中，曲軸清理機器人系統是全自動曲軸生產線上的重要組成部分，用于對半成品曲軸進行清理工作。Profibus是一種用于工廠自動化車間級監控和現場設備層數據通信與控制的現場總線技術。并已成為國際化、開放式、不依賴于設備生產商的現場總線標準。

Profibus由Profibus—FMS、Profibus—PA和Profibus—DP組成，其中，Profibus—DP是一種經過優化的高速和廉價的通信連接，專門為自動控制系統與分散的I／O設備之間通信而設計，以數字信號代替了傳統的并行信號傳輸，具有數據傳輸可靠，響應快，抗干擾能力強，自動診斷及顯示故障等優點。

1 曲軸清理機器人系統組成原理

1.1 曲軸清理加工工藝

曲軸清理由3道工序組成：油孔倒角、油孔清理、鍵槽去毛刺。加工過程采用工件運動，刀具固定的方式進行加工，即機器人抓取待加工的曲軸，運動到對應刀具的位置進行加工，同時整條生產線配有全自動上下料系統。

1.2 系統組成

系統整體布局圖如圖l所示，系統組成為：

A：GE—FANUC R-2000IA型機器人系統，末端負載200kg，用于抓取曲軸進行加工。

B：去毛刺工位，采用高速氣動馬達，最高轉速可達120，000r／min。通過高速運轉，將鍵槽邊沿的毛刺去掉。

C：通油孔工位，用于清理曲軸油孔內的鐵屑。

D：倒角工位，采用高速馬達，用于油孔倒角。

E：上料位，用于曲軸上料。

F：下料位，用于曲軸下料。

G：系統控制柜，控制整套系統的運行。采用GE—FANUC PACSystems RX3i作為主控系統

H：系統控制柜，控制整套系統的運行。采用GE-FANUC PACSystems RX3i作為主控系統，控制機器人，刀具和上下料系統協調正常的運行。

I：機器人控制柜，控制機器人的運行。可以通過示教，對機器人的運動軌跡進行編輯，完成最終的加工工藝。

2 控制系統原理

控制系統采用基于開放的工業標準、具多領域功能、通用的開放平臺以及高性能的PAC(ProgrammableAutomation Controller)可編程自動化控制器。PAC的概念定義為：控制引擎的集中，涵蓋PLC用戶的多種需要，以及制造業廠商對信息的需求。PAC包括PLC的主要功能和擴大的控制能力，以及PC—based控制中基于對象的、開放數據格式和網絡連接等功能。

本控制系統采用GE—FANUC PACSystems RX3i作為主控系統，它完全兼容PAC標準。全新的控制器RX3i是PACSYstemS家族的最新成員。同PACSystems家族的其他成員一樣，PACSystems擁有一個單一的控制引擎和一個通用的變成環境，它能方便地應用在多種硬件平臺上，并且提供真正的集中控制?？刂葡到y原理如圖2所示，其硬件組成為：

控制器背板(IC695CHS012)：12槽高速控制器背板支持PCI總線和串行總線，為各模塊提供安裝底座。