西門子S7-1500系列PLC控制的6軸機(jī)器人系統(tǒng)解析

隨著自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)水平的提高，機(jī)器人自動(dòng)化系統(tǒng)因其具有重復(fù)精度高、可靠性好、適用性強(qiáng)、效率高等眾多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車等工業(yè)領(lǐng)域。機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，加快了企業(yè)生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型升級(jí)，提高了裝備先進(jìn)制造能力。本次天拓四方就為大家分享一下自動(dòng)化生產(chǎn)線中機(jī)器人與S7-1500產(chǎn)品應(yīng)用的解決方案。

本次分享的項(xiàng)目采用的是一臺(tái)6軸機(jī)器人，在固定范圍內(nèi)多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，機(jī)器人的手臂上帶有一支擰緊槍，能實(shí)現(xiàn)對(duì)工件進(jìn)行螺絲擰緊作業(yè)。根據(jù)客戶的現(xiàn)場(chǎng)情況，為客戶量身定制了zui優(yōu)項(xiàng)目解決方案：采用西門子S7-1500系列PLC、西門子HMI觸摸屏、某品牌機(jī)器人、擰緊槍裝置構(gòu)成，并且采用中央機(jī)架擴(kuò)展配置，該系統(tǒng)完全采用基于PROFINET網(wǎng)絡(luò)的分布式I/O系統(tǒng)，與機(jī)器人控制器也采用PROFINET通訊方式，克服了傳統(tǒng)方案的缺點(diǎn)。

該項(xiàng)目解決方案優(yōu)勢(shì)所在

PLC控制系統(tǒng)中S7-1500產(chǎn)品主要特點(diǎn)

西子公司新一代S7-1500集成了運(yùn)動(dòng)控制、工業(yè)信息安全和故障安全功能， 強(qiáng)大的CPU模塊功能可供用戶使用充足的資源。

從硬件方便說(shuō)S7-1500PLC的處理速度更快，聯(lián)網(wǎng)能力更強(qiáng)，診斷能力和安全性更高，不僅可節(jié)省成本，提高生產(chǎn)效率，而且安全可靠，維護(hù)簡(jiǎn)單方便，真正成為工廠客戶和現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的控制器。

S7-1500PLC的組態(tài)和編程效率更高，信息采集和查看更方便，這也是工程設(shè)計(jì)人員的福音。由于S7-1500PLC是無(wú)縫集成到TIA博途軟件中，無(wú)論是硬件組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)連接和上位組態(tài)，還是軟件編程，其操作均簡(jiǎn)單快捷。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

總控系統(tǒng)控制器采用西門子S7-1500PLC作為主控制器，西門子HMI操作面板、擰緊槍通過PROFINET總線與噴涂機(jī)器人系統(tǒng)通訊，完成系統(tǒng)整體控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控及操作，保證對(duì)整個(gè)工件的連續(xù)操作。

S7-1500通過PROFINET通訊控制機(jī)器人

該項(xiàng)目機(jī)器人為6軸關(guān)節(jié)式機(jī)器人。以西門子PLC為核心，控制柜設(shè)計(jì)了PROFINET通訊系統(tǒng)在該系統(tǒng)中，采用西門子S7-1500PLC作為主站，控制柜作為從站用來(lái)控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)?？刂乒裢ㄟ^KLI接口與交換機(jī)相連接，系統(tǒng)總線采用RJ45插頭的雙絞線。系統(tǒng)工作時(shí)，上級(jí)控制器S7-1500PLC通過外部自動(dòng)運(yùn)行接口向機(jī)器人控制系統(tǒng)發(fā)送機(jī)器人進(jìn)程的相關(guān)信息：運(yùn)行許可，故障確認(rèn)，程序啟動(dòng)等。機(jī)器人控制系統(tǒng)向上級(jí)控制器S7-1500PLC發(fā)送運(yùn)行狀態(tài)與故障狀態(tài)的相關(guān)信息。HMI作為組態(tài)和監(jiān)控的控制器對(duì)控制柜的PROFINET選項(xiàng)進(jìn)行配置，并對(duì)PLC進(jìn)行項(xiàng)目組態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。

基于PROFINET通訊協(xié)議的系統(tǒng)解決方案可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人、氣缸動(dòng)作、以及觸摸屏與S7-1500PLC的通訊，其通訊速度快，抗干擾能力強(qiáng)，信號(hào)十分穩(wěn)定。通訊連接簡(jiǎn)單，不需要安裝通訊模塊，減少了硬件的配置，并且很好的解決了在實(shí)際工程中經(jīng)常出現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸慢、經(jīng)常斷網(wǎng)的問題，優(yōu)化了生產(chǎn)線的通訊結(jié)構(gòu)，提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。