工業機器人數控機床自動上下料項目設計

上下料裝配系統總體方案

加工裝配工作站由上下料工業機器人， 機器人控制櫃， PLC 控制櫃， 倉庫， 上料輸送線工作站等構成， 機器人完成對工件的搬運和入倉裝配， 而數控機床則對搬運的工件進行加工處理， 機器人與數控機床配合零件的加工入倉。

準備條件

加工裝配工作站運行的準備條件

（1）物料台八個凹槽檢測有， 倉庫八個凹槽檢測無， 且配件台待裝配零件放滿。 轉盤旋轉到位， 即工件到達機器人抓取的指定位置（運行前用手動模式觸控式螢幕校正）。

（2）機器人選擇遠端模式， 機器人在作業原點,機器人運行無。

（3）機器人報警無， CNC 報警無。

（4）CNC 卡盤上無工件， CNC 就緒。

工作流程

（1）按下啟動按鈕， 機器人伺服使能， 機器人啟動， 發出機器人上料開始信號。

（2）機器人接到上料開始信號， 機器人搬運工件到達 CNC 正前方 50cm 處， 發出機器人上料完成信號。

（3）CNC 接到上料完成信號， CNC 門打開， CNC 門開到位， 發出機器人送料開始信號。

（4）機器人接到送料開始信號， 機器人將工件送入 CNC， 返回 CNC 正前方 50cm 處， 發出機器人送料完成信號。

（5）CNC 接到送料完成信號， CNC 門關閉， CNC 門關到位， CNC 加工開始， CNC 加工完成， CNC 門打開， CNC 門開到位， 發出機器人取料開始信號。

（6）機器人接到取料開始信號， 機器人將 CNC 內的工件取出， 發出機器人取料完成信號。

（7）CNC 接到機器人取料完成信號， CNC 門關閉， CNC 門關閉到位， 發出機器人入倉裝配開始信號。

（8）機器人接到入倉裝配開始信號， 機器人把工件放入倉庫的凹槽中， 機器人移動到裝配台夾取配件， 待裝配完成， 發出機器人裝配完成信號。 （9）機器人接到裝配完成信號， 機器人回原點， 若倉庫裝配完的工件數超過八個（含八個）則機器人停止搬運， 待清倉與加料加配件後， 按下重定按鈕， 系統繼續運行。 若倉庫裝配完的工件數低於八個則系統繼續運行。

（10）暫停：按下暫停按鈕， 機器人停止搬運， 按下復位鍵後一切運行正常。

急停：拍下急停按鈕， 紅燈常亮， 機器人停止搬運， PLC 輸出復位（除警示燈（紅）、機器人急停、CNC急停外）， 待按下重定按鈕， 警示燈（紅）滅， 機器人及CNC急停清除， 旋轉轉換開關， 手動恢復各部分為初始狀態，

機器人選擇示教模式回原點， 倉庫清空， 按下啟動按鈕工作站運作重新開始。

注：條件沒準備好時， 黃燈 1HZ 閃爍， 條件準備好時， 黃燈常亮。 待按下啟動按鈕設備運行綠燈常亮， 急停時紅燈常亮。 轉換開關用於手動與自動間的切換， 以及急停後各部件初始狀態的恢復。

上下料裝配系統工作流程圖

上下料裝配工作站系統組態
名稱型號數量廠商備註六關節機器人本體安川MH61日本株式會社安川電機上下料機器人與控制系統機器人控制櫃DX1001日本株式會社安川電機
數控機床CNCTOM-ZH540B1德國西門子加工中心PLCOMRON CP1L-M60DR1歐姆龍自動化（中國）有限公司系統控制I/O擴展單元CP1L-32ER1歐姆龍自動化（中國）有限公司擴展輸入20點， 輸出32點 步進電機86BYG250A（50齒）1„„配件台的轉動光電感測器E3Z-LS6317歐姆龍自動化（中國）有限公司倉庫/物料台/裝配台啟停/重定按鈕LA42P-10/G/Y/R 3Schneider工作站啟動與停止急停按鈕LA42J-11/R1Schneider工作站急停步進驅動器兩相0.90/1.801聚英電子電機驅動觸控式螢幕TPC-7062k1北京昆侖通態工作站控制轉換開關SBQ1A-63Z1Schneider手動/自動變壓器AC380v-AC220v1山東永昌電力設備有限公司DX100供電變壓器AC220v-AC110v1山東永昌電力設備有限公司步進驅動供電上下料裝配工作站硬體系統設計

上下料裝配工作站硬體的系統設計包括工作站主電路的設計，

控制櫃及其內部設備的配置， PLC 的 i/o 表， 週邊設備（感測器、按鈕、驅動器）與 PLC 的介面電路， 機器人與 PLC 的介面電路。

工作站主電路系統設計

上下料裝配工作站主電路系統設計

控制櫃及其設備配置

PLC控制櫃設計

PLC 控制櫃的設計包括空開、PLC、驅動器、開關電源、端子排等元器件安放位置的設計。控制櫃設計如圖所示。

控制櫃設備配置 設備識別字設備名稱設備型號/規格
QS斷路器3PCHNT DZ47-60
QF1、QF5斷路器3PCHNT DZ47-32
QF2、QF3、QF4斷路器2PCHNT DZ47-10
插座1、插座2插座2P、3PDELIXI
FU熔斷器RT18-2A
PE接線端子排
開關電源開關電源 AC220v~AC110vAC220v~DC5v
PLC可程式設計器件CP1L-M60DR
步進驅動器步進驅動兩相驅動
機器人工作站i/o表
數控機床上下料I/O表
工位名稱輸入工位元名稱輸出觸控式螢幕開關按鈕啟動0.00步進驅動脈衝100.00w0.00復位0.01方向100.01w0.01
暫停0.02
急停0.03
轉換開關0.04警示燈綠燈 100.02W0.02
紅燈100.03w0.03
配件台定位
黃燈100.04W0.04
轉盤旋轉到位0.05
機器人機器人伺服使能100.05w0.05機器人機器人運行中0.06機器人啟動100.06w0.06
機器人伺服使能0.07機器人暫停100.07w0.07
機器人報警/錯誤1.00機器人急停101.00w1.00
機器人選擇遠端模式1.01
機器人在作業原點1.02
機器人信號機器人上料開始101.01w1.01
機器人送料開始101.02w1.02
機器人信號點機器人上料完成1.03
機器人取料開始101.03w1.03機器人送料完成1.04
機器人入倉裝配開始101.04w1.04
機器人取料完成1.05
機器人裝配完成1.06數控機床CNC急停101.05w1.05
CNC門打開101.06w1.06
CNC門關閉101.07w1.07
數控機床CNC就緒2.00CNC加工開始102.00w1.08
CNC報警2.01
CNC門開到位2.02
CNC門關到位2.03
CNC加工完成2.04
物料台1號槽2.05
2號槽2.06
3號槽2.07
4號槽3.00
5號槽3.01
6號槽3.02
7號槽3.03
8號槽3.04
倉庫1號倉庫3.05
2號倉庫3.06
3號倉庫3.07
4號倉庫4.00
5號倉庫4.01
6號倉庫4.02
7號倉庫4.03
8號倉庫4.04
備註：
上下料裝配工作站軟體系統設計

上下料裝配工作站PLC程式設計

機器人上下料工作站 PLC程式分為：手動、狀態準備、主程序、暫停、急停五個部分。程式框架如圖

手動

手動程式部分主要是為了測試各部件的動作正常及急停後初始狀態的恢復，程式如圖

狀態準備

狀態準備主要包括：自動手動切換、滿足條件指示燈情況、不滿足條件指示燈情況及按鈕啟動。狀態準備 PLC 程式如圖

主程序

主程序部分主要包括：機器人啟動、機器人上料、機器人送料、機器人取料、CNC 加工、機器人入倉裝配、對於加工工件數目的判斷等。

（1）機器人啟動

機器人啟動程式需先接通伺服使能，具體程式如圖

（2）機器人上料

機器人夾取物料臺上的工件在數控機床正前方50cm出停下，並通知CNC把門打開，程式如圖

（3）機器人送料程式

機器人將工件送入數控機床，CNC 門關閉通知機床加工開始，程式如圖 。

（4）CNC 加工

CNC 加工之後門開通知機器人來取料，程式如圖

（5）機器人取料

機器人將料取出，CNC門關閉開始進入裝配階段，程式如圖

（6）機器人入倉裝配程式

機器人將工件夾取放入倉庫指定位置，並夾取配料臺上的工件裝配進倉庫的工件上，入倉裝配程式如圖

（7）機器人回原點旋轉盤旋轉

機器人回原點位置，旋轉盤旋轉 45 度將新的工件轉到機器人夾取位置，程式如圖

（8）工件判斷

序根據加工的個數判斷機器人是否接著上下料，程式如圖

（9） 暫停

暫停PLC程式需單列，暫停只是機器人運動的暫停，程式如圖

（10）急停

工作站遇到特殊情況，按下急停按鈕機器人伺服、啟動斷開，警示燈（紅）常亮，CNC急停加工停止，機器人各信號點重定，PLC具體程式如圖

上下料裝配工作站機器人程式設計

機床上下料機器人程式

序號 程式 注釋

1 NOP

2 *L0 程式標號

3 CLEAR B000 1

CLEAR B001 1 置記憶記憶體B000和B001為0；初始化

4 DOUT OUT#（12）=OFF 清除“機器人裝配完成”信號；初始化

5 CALL JOB：HANDOPEN 手爪鬆開；初始化

6 *L10 程式標號

7 WAIT IN#(9)=ON 等待PLC“機器人上料開始”指令

8 MOVJ VJ=10.00 PL=0 機器人作業原點，關鍵示教點

9 JUMP *L1 IF B000=0 如果夾取第一塊工件，跳轉至*L1

10 JUMP *L2 IF B000=1 如果夾取第二塊工件，跳轉至*L2

11 JUMP *L3 IF B000=2 如果夾取第三塊工件，跳轉至*L3

12 JUMP *L4 IF B000=3 如果夾取第四塊工件，跳轉至*L4

13 JUMP *L5 IF B000=4 如果夾取第五塊工件，跳轉至*L5

14 JUMP *L6 IF B000=5 如果夾取第六塊工件，跳轉至*L6

15 JUMP *L7 IF B000=6 如果夾取第七塊工件，跳轉至*L7

16 JUMP *L8 IF B000=7 如果夾取第八塊工件，跳轉至*L8

17 *L1 夾取第1個工件時程式標號

18 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

19 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

20 MOVL V=83.3 開始夾取第1個工件

21 JUMP *L9 跳轉至*L9

22 *L2 夾取第2個工件時程式標號

23 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

24 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

25 MOVL V=83.3 開始夾取第2個工件

26 JUMP *L9 跳轉至*L9

27 *L3 夾取第3個工件時程式標號

28 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

29 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

30 MOVL V=83.3 開始夾取第3個工件

31 JUMP *L9 跳轉至*L9

32 *L4 夾取第4個工件時程式標號

33 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

34 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

35 MOVL V=83.3 開始夾取第4個工件

36 JUMP *L9 跳轉至*L9

37 *L5 夾取第5個工件時程式標號

38 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

39 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

40 MOVL V=83.3 開始夾取第5個工件

41 JUMP *L9 跳轉至*L9

42 *L6 夾取第6個工件時程式標號

43 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

44 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

45 MOVL V=83.3 開始夾取第6個工件

46 JUMP *L9 跳轉至*L9

47 *L7 夾取第7個工件時程式標號

48 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

49 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

50 MOVL V=83.3 開始夾取第7個工件

51 JUMP *L9 跳轉至*L9

52 *L8 夾取第8個工件時程式標號

53 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

54 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

55 MOVL V=83.3 開始夾取第8個工件

56 JUMP *L9 跳轉至*L9

57 *L9 程式標號

58 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

59 INC B000 上料數加1

60 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

61 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

62 MOVL V=83.3 中間移動點

63 MOVL V=83.3 夾取工件移動到CNC正前方0.5m處停下

64 PULSE OUT#(9) T=1 向PLC發出1s“機器人上料完成”信號

65 WAIT IN#(10)=ON 等待PLC“機器人送料開始”指令

66 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

67 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

68 MOVL V=83.3 機器人接近卡盤，關鍵示教點

69 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

70 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

71 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

72 MOVJ VJ=5.00 PL=3 中間移動點（返回CNC正前方0.5m處）

73 PULSE OUT#(10) T=1 向PLC發出1s“機器人送料完成”信號

74 WAIT IN#(11)=ON 等待PLC“機器人取料開始”指令

75 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

76 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

77 MOVJ VJ=5.00 PL=3 機器人接近卡盤，關鍵示教點

78 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

79 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

80 MOVJ VJ=5.00 PL=3 中間移動點（返回CNC正前方0.5m處）

81 PULSE OUT#(11) T=1 向PLC發出1s“機器人取料完成”信號

82 WAIT IN#(12)=ON 等待PLC“機器人入倉裝配開始”指令

83 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

84 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

85 JUMP *L11 IF B001=0 如果入倉第一塊工件，跳轉至*L11

86 JUMP *L12 IF B001=1 如果入倉第二塊工件，跳轉至*L12

87 JUMP *L13 IF B001=2 如果入倉第三塊工件，跳轉至*L13

88 JUMP *L14 IF B001=3 如果入倉第四塊工件，跳轉至*L14

89 JUMP *L15 IF B001=4 如果入倉第五塊工件，跳轉至*L15

90 JUMP *L16 IF B001=5 如果入倉第六塊工件，跳轉至*L16

91 JUMP *L17 IF B001=6 如果入倉第七塊工件，跳轉至*L17

92 JUMP *L18 IF B001=7 如果入倉第八塊工件，跳轉至*L18

93 *L11 入倉裝配第1個工件時程式標號

94 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

95 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

96 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

97 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

98 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

99 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

100 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

101 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊配件，調用手爪夾緊副程式

102 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

103 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

104 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

105 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

106 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放配件，調用手爪釋放副程式

107 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

108 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

109 JUMP *L19 跳轉至*L9

110 *L12 入倉裝配第2個工件時程式標號

111 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

112 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

113 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

114 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

115 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

116 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

117 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

118 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊配件，調用手爪夾緊副程式

119 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

120 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

121 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

122 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

123 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放配件，調用手爪釋放副程式

124 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

125 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

126 JUMP *L19 跳轉至*L9

127 *L13 入倉裝配第3個工件時程式標號

128 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

129 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

130 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

131 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

132 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

133 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

134 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

135 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

136 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

137 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

138 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

139 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

140 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

141 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

142 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

143 JUMP *L19 跳轉至*L9

144 *L14 入倉裝配第4個工件時程式標號

145 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

146 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

147 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

148 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

149 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

150 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

151 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

152 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

153 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

154 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

155 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

156 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

157 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

158 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

159 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

160 JUMP *L19 跳轉至*L9

161 *L15 入倉裝配第5個工件時程式標號

162 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

163 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

164 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

165 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

166 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

167 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

168 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

169 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

170 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

171 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

172 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

173 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

174 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

175 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

176 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

177 JUMP *L19 跳轉至*L9

178 *L16 入倉裝配第6個工件時程式標號

179 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

180 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

181 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

182 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

183 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

184 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

185 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

186 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

187 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

188 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

189 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

190 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

191 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

192 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

193 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

194 JUMP *L19 跳轉至*L9

195 *L17 入倉裝配第7個工件時程式標號

196 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

197 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

198 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

199 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

200 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

201 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

202 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

203 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

204 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

205 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

206 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

207 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

208 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

209 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

210 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

211 JUMP *L19 跳轉至*L9

212 *L18 入倉裝配第8個工件時程式標號

213 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

214 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

215 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

216 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

217 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

218 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

219 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

220 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

221 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

222 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

223 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

224 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

225 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

226 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

227 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

228 JUMP *L19 跳轉至*L9

229 *L19 程式標號*L19

230 INC B001 裝配數加1

231 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

232 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點（返回原點）

233 PULSE OUT#(12) T=1 向PLC發出1s“機器人裝配完成”信號

234 JUMP *L10，IF B001

235 JUMP *L0，IF B001>=8 跳轉至*L0，初始化

236 END

工件夾緊副程式工件夾緊副程式“HANDCLOSE”序號程式注釋1NOP2TIMER T=0.50延時0.5秒3DOUT OT#(18) OFF機器人手爪鬆開4PULSE OT#(17) T=1.00機器人手爪夾緊5WAIT IN#(17)=ON等待夾緊完成6TIMER T=0.20延時0.2秒7END 工件釋放副程式工件釋放副程式“HANDOPEN”序號程式注釋1NOP2TIMER T=0.50延時0.5秒3DOUT OT#(17) OFF機器人手爪夾緊4PULSE OT#(18) T=1.00機器人手爪鬆開5WAIT IN#(17)=OFF等待鬆開完成6TIMER T=0.20延時0.2秒7END

控制櫃及其設備配置

PLC控制櫃設計

PLC 控制櫃的設計包括空開、PLC、驅動器、開關電源、端子排等元器件安放位置的設計。控制櫃設計如圖所示。

控制櫃設備配置 設備識別字設備名稱設備型號/規格
QS斷路器3PCHNT DZ47-60
QF1、QF5斷路器3PCHNT DZ47-32
QF2、QF3、QF4斷路器2PCHNT DZ47-10
插座1、插座2插座2P、3PDELIXI
FU熔斷器RT18-2A
PE接線端子排
開關電源開關電源 AC220v~AC110vAC220v~DC5v
PLC可程式設計器件CP1L-M60DR
步進驅動器步進驅動兩相驅動
機器人工作站i/o表
數控機床上下料I/O表
工位名稱輸入工位元名稱輸出觸控式螢幕開關按鈕啟動0.00步進驅動脈衝100.00w0.00復位0.01方向100.01w0.01
暫停0.02
急停0.03
轉換開關0.04警示燈綠燈 100.02W0.02
紅燈100.03w0.03
配件台定位
黃燈100.04W0.04
轉盤旋轉到位0.05
機器人機器人伺服使能100.05w0.05機器人機器人運行中0.06機器人啟動100.06w0.06
機器人伺服使能0.07機器人暫停100.07w0.07
機器人報警/錯誤1.00機器人急停101.00w1.00
機器人選擇遠端模式1.01
機器人在作業原點1.02
機器人信號機器人上料開始101.01w1.01
機器人送料開始101.02w1.02
機器人信號點機器人上料完成1.03
機器人取料開始101.03w1.03機器人送料完成1.04
機器人入倉裝配開始101.04w1.04
機器人取料完成1.05
機器人裝配完成1.06數控機床CNC急停101.05w1.05
CNC門打開101.06w1.06
CNC門關閉101.07w1.07
數控機床CNC就緒2.00CNC加工開始102.00w1.08
CNC報警2.01
CNC門開到位2.02
CNC門關到位2.03
CNC加工完成2.04
物料台1號槽2.05
2號槽2.06
3號槽2.07
4號槽3.00
5號槽3.01
6號槽3.02
7號槽3.03
8號槽3.04
倉庫1號倉庫3.05
2號倉庫3.06
3號倉庫3.07
4號倉庫4.00
5號倉庫4.01
6號倉庫4.02
7號倉庫4.03
8號倉庫4.04
備註：
上下料裝配工作站軟體系統設計

上下料裝配工作站PLC程式設計

機器人上下料工作站 PLC程式分為：手動、狀態準備、主程序、暫停、急停五個部分。程式框架如圖

手動

手動程式部分主要是為了測試各部件的動作正常及急停後初始狀態的恢復，程式如圖

狀態準備

狀態準備主要包括：自動手動切換、滿足條件指示燈情況、不滿足條件指示燈情況及按鈕啟動。狀態準備 PLC 程式如圖

主程序

主程序部分主要包括：機器人啟動、機器人上料、機器人送料、機器人取料、CNC 加工、機器人入倉裝配、對於加工工件數目的判斷等。

（1）機器人啟動

機器人啟動程式需先接通伺服使能，具體程式如圖

（2）機器人上料

機器人夾取物料臺上的工件在數控機床正前方50cm出停下，並通知CNC把門打開，程式如圖

（3）機器人送料程式

機器人將工件送入數控機床，CNC 門關閉通知機床加工開始，程式如圖 。

（4）CNC 加工

CNC 加工之後門開通知機器人來取料，程式如圖

（5）機器人取料

機器人將料取出，CNC門關閉開始進入裝配階段，程式如圖

（6）機器人入倉裝配程式

機器人將工件夾取放入倉庫指定位置，並夾取配料臺上的工件裝配進倉庫的工件上，入倉裝配程式如圖

（7）機器人回原點旋轉盤旋轉

機器人回原點位置，旋轉盤旋轉 45 度將新的工件轉到機器人夾取位置，程式如圖

（8）工件判斷

序根據加工的個數判斷機器人是否接著上下料，程式如圖

（9） 暫停

暫停PLC程式需單列，暫停只是機器人運動的暫停，程式如圖

（10）急停

工作站遇到特殊情況，按下急停按鈕機器人伺服、啟動斷開，警示燈（紅）常亮，CNC急停加工停止，機器人各信號點重定，PLC具體程式如圖

上下料裝配工作站機器人程式設計

機床上下料機器人程式

序號 程式 注釋

1 NOP

2 *L0 程式標號

3 CLEAR B000 1

CLEAR B001 1 置記憶記憶體B000和B001為0；初始化

4 DOUT OUT#（12）=OFF 清除“機器人裝配完成”信號；初始化

5 CALL JOB：HANDOPEN 手爪鬆開；初始化

6 *L10 程式標號

7 WAIT IN#(9)=ON 等待PLC“機器人上料開始”指令

8 MOVJ VJ=10.00 PL=0 機器人作業原點，關鍵示教點

9 JUMP *L1 IF B000=0 如果夾取第一塊工件，跳轉至*L1

10 JUMP *L2 IF B000=1 如果夾取第二塊工件，跳轉至*L2

11 JUMP *L3 IF B000=2 如果夾取第三塊工件，跳轉至*L3

12 JUMP *L4 IF B000=3 如果夾取第四塊工件，跳轉至*L4

13 JUMP *L5 IF B000=4 如果夾取第五塊工件，跳轉至*L5

14 JUMP *L6 IF B000=5 如果夾取第六塊工件，跳轉至*L6

15 JUMP *L7 IF B000=6 如果夾取第七塊工件，跳轉至*L7

16 JUMP *L8 IF B000=7 如果夾取第八塊工件，跳轉至*L8

17 *L1 夾取第1個工件時程式標號

18 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

19 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

20 MOVL V=83.3 開始夾取第1個工件

21 JUMP *L9 跳轉至*L9

22 *L2 夾取第2個工件時程式標號

23 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

24 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

25 MOVL V=83.3 開始夾取第2個工件

26 JUMP *L9 跳轉至*L9

27 *L3 夾取第3個工件時程式標號

28 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

29 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

30 MOVL V=83.3 開始夾取第3個工件

31 JUMP *L9 跳轉至*L9

32 *L4 夾取第4個工件時程式標號

33 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

34 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

35 MOVL V=83.3 開始夾取第4個工件

36 JUMP *L9 跳轉至*L9

37 *L5 夾取第5個工件時程式標號

38 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

39 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

40 MOVL V=83.3 開始夾取第5個工件

41 JUMP *L9 跳轉至*L9

42 *L6 夾取第6個工件時程式標號

43 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

44 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

45 MOVL V=83.3 開始夾取第6個工件

46 JUMP *L9 跳轉至*L9

47 *L7 夾取第7個工件時程式標號

48 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

49 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

50 MOVL V=83.3 開始夾取第7個工件

51 JUMP *L9 跳轉至*L9

52 *L8 夾取第8個工件時程式標號

53 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

54 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

55 MOVL V=83.3 開始夾取第8個工件

56 JUMP *L9 跳轉至*L9

57 *L9 程式標號

58 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

59 INC B000 上料數加1

60 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

61 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

62 MOVL V=83.3 中間移動點

63 MOVL V=83.3 夾取工件移動到CNC正前方0.5m處停下

64 PULSE OUT#(9) T=1 向PLC發出1s“機器人上料完成”信號

65 WAIT IN#(10)=ON 等待PLC“機器人送料開始”指令

66 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

67 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

68 MOVL V=83.3 機器人接近卡盤，關鍵示教點

69 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

70 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

71 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

72 MOVJ VJ=5.00 PL=3 中間移動點（返回CNC正前方0.5m處）

73 PULSE OUT#(10) T=1 向PLC發出1s“機器人送料完成”信號

74 WAIT IN#(11)=ON 等待PLC“機器人取料開始”指令

75 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

76 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

77 MOVJ VJ=5.00 PL=3 機器人接近卡盤，關鍵示教點

78 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

79 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

80 MOVJ VJ=5.00 PL=3 中間移動點（返回CNC正前方0.5m處）

81 PULSE OUT#(11) T=1 向PLC發出1s“機器人取料完成”信號

82 WAIT IN#(12)=ON 等待PLC“機器人入倉裝配開始”指令

83 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

84 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

85 JUMP *L11 IF B001=0 如果入倉第一塊工件，跳轉至*L11

86 JUMP *L12 IF B001=1 如果入倉第二塊工件，跳轉至*L12

87 JUMP *L13 IF B001=2 如果入倉第三塊工件，跳轉至*L13

88 JUMP *L14 IF B001=3 如果入倉第四塊工件，跳轉至*L14

89 JUMP *L15 IF B001=4 如果入倉第五塊工件，跳轉至*L15

90 JUMP *L16 IF B001=5 如果入倉第六塊工件，跳轉至*L16

91 JUMP *L17 IF B001=6 如果入倉第七塊工件，跳轉至*L17

92 JUMP *L18 IF B001=7 如果入倉第八塊工件，跳轉至*L18

93 *L11 入倉裝配第1個工件時程式標號

94 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

95 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

96 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

97 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

98 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

99 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

100 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

101 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊配件，調用手爪夾緊副程式

102 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

103 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

104 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

105 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

106 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放配件，調用手爪釋放副程式

107 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

108 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

109 JUMP *L19 跳轉至*L9

110 *L12 入倉裝配第2個工件時程式標號

111 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

112 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

113 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

114 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

115 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

116 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

117 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

118 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊配件，調用手爪夾緊副程式

119 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

120 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

121 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

122 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

123 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放配件，調用手爪釋放副程式

124 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

125 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

126 JUMP *L19 跳轉至*L9

127 *L13 入倉裝配第3個工件時程式標號

128 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

129 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

130 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

131 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

132 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

133 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

134 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

135 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

136 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

137 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

138 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

139 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

140 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

141 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

142 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

143 JUMP *L19 跳轉至*L9

144 *L14 入倉裝配第4個工件時程式標號

145 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

146 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

147 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

148 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

149 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

150 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

151 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

152 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

153 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

154 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

155 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

156 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

157 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

158 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

159 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

160 JUMP *L19 跳轉至*L9

161 *L15 入倉裝配第5個工件時程式標號

162 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

163 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

164 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

165 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

166 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

167 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

168 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

169 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

170 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

171 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

172 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

173 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

174 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

175 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

176 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

177 JUMP *L19 跳轉至*L9

178 *L16 入倉裝配第6個工件時程式標號

179 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

180 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

181 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

182 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

183 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

184 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

185 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

186 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

187 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

188 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

189 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

190 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

191 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

192 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

193 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

194 JUMP *L19 跳轉至*L9

195 *L17 入倉裝配第7個工件時程式標號

196 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

197 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

198 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

199 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

200 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

201 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

202 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

203 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

204 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

205 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

206 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

207 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

208 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

209 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

210 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

211 JUMP *L19 跳轉至*L9

212 *L18 入倉裝配第8個工件時程式標號

213 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

214 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

215 MOVL V=250 PL=1 接近倉庫，重要示教點

216 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

217 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

218 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

219 MOVL V=250 PL=1 接近配件，重要示教點

220 CALL JOB：HANDCLOSE 手爪夾緊，調用手爪夾緊副程式

221 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

222 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

223 MOVL V=250 PL=1 接近工件，重要示教點

224 MOVJ VJ=15.00 PL=3 中間移動點

225 CALL JOB：HANDOPEN 手爪釋放，調用手爪釋放副程式

226 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

227 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

228 JUMP *L19 跳轉至*L9

229 *L19 程式標號*L19

230 INC B001 裝配數加1

231 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點

232 MOVJ VJ=50.00 PL=3 中間移動點（返回原點）

233 PULSE OUT#(12) T=1 向PLC發出1s“機器人裝配完成”信號

234 JUMP *L10，IF B001

235 JUMP *L0，IF B001>=8 跳轉至*L0，初始化

236 END

工件夾緊副程式工件夾緊副程式“HANDCLOSE”序號程式注釋1NOP2TIMER T=0.50延時0.5秒3DOUT OT#(18) OFF機器人手爪鬆開4PULSE OT#(17) T=1.00機器人手爪夾緊5WAIT IN#(17)=ON等待夾緊完成6TIMER T=0.20延時0.2秒7END 工件釋放副程式工件釋放副程式“HANDOPEN”序號程式注釋1NOP2TIMER T=0.50延時0.5秒3DOUT OT#(17) OFF機器人手爪夾緊4PULSE OT#(18) T=1.00機器人手爪鬆開5WAIT IN#(17)=OFF等待鬆開完成6TIMER T=0.20延時0.2秒7END