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項(xiàng)目選用的是史陶比爾（Staubli）TX250系列6軸機(jī)器人，也是新款的機(jī)器人。整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)由3個(gè)部件組成，包括控制器CS8C、機(jī)械手臂（Arm）以及手動(dòng)示教盒（Manualcontrolpendant，MCP）。

　　圖3機(jī)器人全貌

　　三、控制系統(tǒng)架構(gòu)

　　此套系統(tǒng)的總控系統(tǒng)控制器采用西門子S7-1500PLC作為主控制器，WinCCProfsionalV13SP1作為機(jī)操作畫面，TP1200作為操作面板，天車、機(jī)器人和供漆系統(tǒng)分別采用S7-1200作為控制器。S7-1500總控系統(tǒng)通過PROFINET總線與噴涂機(jī)器人系統(tǒng)、供漆系統(tǒng)和懸掛行走系統(tǒng)通訊，完成系統(tǒng)整體控制，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控及操作，對整個(gè)工件的連續(xù)噴涂?？刂葡到y(tǒng)架構(gòu)如圖4所示，主控系統(tǒng)硬件設(shè)備表單，如下表1所示。

　　圖4系統(tǒng)硬件配置圖

　　表1主控系統(tǒng)硬件設(shè)備表單

　　四、控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

　　懸掛式機(jī)器人噴涂系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對天車系統(tǒng)和機(jī)器人噴涂系統(tǒng)的單獨(dú)進(jìn)行操作。在現(xiàn)場天車可以通過操作屏TP700進(jìn)行操作，分別對X、Y和Z軸伺服電機(jī)進(jìn)行上電、點(diǎn)校準(zhǔn)、定位等。

　　供漆系統(tǒng)的現(xiàn)場屏TP700可以顯示油漆液位、清洗劑液位、固化劑液位、管路壓力、電磁閥狀態(tài)、流體調(diào)壓器狀態(tài)、2KS系統(tǒng)各種油漆的自動(dòng)配比情況、氣動(dòng)泵以及空打保護(hù)器等。

　　機(jī)器人系統(tǒng)的現(xiàn)場屏TP700顯示X、Y、Z、RX、RY、RZ六軸移動(dòng)情況。現(xiàn)場示教盒可對機(jī)器人進(jìn)行離線軌跡規(guī)劃等。

　　總控制系統(tǒng)包括現(xiàn)場控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)兩套組成。現(xiàn)場控制系統(tǒng)能通過總線與機(jī)器人系統(tǒng)、懸掛行走系統(tǒng)和供漆系統(tǒng)通訊，完成系統(tǒng)整體控制，對整個(gè)工件的連續(xù)噴涂；遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控及操作。

　　總控制系統(tǒng)能夠?qū)Ψ窒到y(tǒng)進(jìn)行控制及狀態(tài)顯示?？蓪┢嵯到y(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行換色、加料、清洗等操作?？蓪覓煨凶邫C(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的誤差進(jìn)行修正。

五、噴涂工藝流程及控制的技術(shù)要點(diǎn)

　　懸掛式機(jī)器人噴涂系統(tǒng)噴涂工藝流程如下：

　　先天車系統(tǒng)、供漆系統(tǒng)和噴涂系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，工件進(jìn)入指定位置，并定位→系統(tǒng)檢測工件實(shí)際位置→坐標(biāo)擬合→示教（手動(dòng)調(diào)試程序）→啟動(dòng)運(yùn)行，總控讀取噴漆“工件數(shù)據(jù)”，發(fā)噴涂“軌跡號(hào)”和噴涂“配方確認(rèn)”信號(hào)給機(jī)器人噴涂系統(tǒng)→機(jī)器人噴涂系統(tǒng)讀取噴涂“軌跡號(hào)”和顏色“配方號(hào)”→機(jī)器人噴涂系統(tǒng)確定是當(dāng)前噴涂配方，則給總控發(fā)出位置1的“噴涂申請”信號(hào)→懸掛系統(tǒng)三軸分別到達(dá)指定位置1后，發(fā)“天車已到噴涂位置”信號(hào)給總控→2KS混合，機(jī)器人開始自動(dòng)噴涂（調(diào)用噴涂程序1）→噴涂工件1號(hào)區(qū)域，噴涂完成，機(jī)器人回到HOME位后停止，并給總控發(fā)“噴涂完成”信號(hào)→總控讀取“噴涂完成”信號(hào)，變換工件指針，指向2號(hào)區(qū)域工件數(shù)據(jù)，發(fā)噴涂“軌跡號(hào)”和噴涂“配方確認(rèn)”信號(hào)給機(jī)器人噴涂系統(tǒng)→機(jī)器人噴涂系統(tǒng)讀取噴涂“軌跡號(hào)”和顏色“配方號(hào)”→機(jī)器人噴涂系統(tǒng)確定是當(dāng)前噴涂配方，則給總控發(fā)出位置2的“噴涂申請”信號(hào)→懸掛系統(tǒng)三軸分別到達(dá)指定位置2后，發(fā)“天車已到噴涂位置”信號(hào)給總控→2KS混合，機(jī)器人開始自動(dòng)噴涂（調(diào)用噴涂程序2）→噴涂工件2號(hào)區(qū)域，噴涂完成后，機(jī)器人回到HOME位后停止……

　　按上述程序分別噴涂工件3號(hào)區(qū)域，4號(hào)區(qū)域……n號(hào)區(qū)域，直至完成工件的噴涂任務(wù)→機(jī)器人回位（HOME點(diǎn)），天車回到原始位置，工件下線。

　　圖7噴涂工藝流程圖

　　為了完成對整個(gè)工件的連續(xù)噴涂，直至天車回到原始位置，總控的S7-1500控制器作為整個(gè)系統(tǒng)為關(guān)鍵的部件，協(xié)調(diào)控制天車和機(jī)器人系統(tǒng)的工作。手動(dòng)示教調(diào)試機(jī)器人程序時(shí)，要把工件在每個(gè)區(qū)域的天車X、Y、Z坐標(biāo)值、機(jī)器人的軌跡號(hào)要手動(dòng)記錄下來，通過在總控的操作屏TP1200或者在中控的工控機(jī)上輸入，存入總控S7-1500PLC的數(shù)據(jù)塊里，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，再自動(dòng)一步一步按照工藝順序調(diào)用已經(jīng)存入的數(shù)據(jù)。

　　由于工件種類多，不同工件劃分的區(qū)域大小是不一樣的，而且每個(gè)區(qū)域是多個(gè)數(shù)值，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的DB塊是數(shù)據(jù)的嵌套，即為多重?cái)?shù)組，所以DB塊的大小要開辟大，才能滿足生產(chǎn)要求?？偪厝暨x擇普通的S7-300/400PLC用STEP7編程方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取有的困難，故選擇S7-1500PLC采用TIA博途的SCL編程方式實(shí)現(xiàn)此功能，更加方便和容易。下面介紹實(shí)現(xiàn)過程。

　　工件工藝數(shù)據(jù)表的建立過程：

　?、?在TIA博途V13SP1編程軟件下，添加一個(gè)新的“PLCdatat”（相當(dāng)于Step7里建立的用戶自定義DB塊），命名為“工件配方”，在里面添加“天車X坐標(biāo)”（定義為整數(shù)數(shù)據(jù)類型）、“天車Y坐標(biāo)”（定義為整數(shù)數(shù)據(jù)類型）、“天車Z坐標(biāo)”（定義為整數(shù)數(shù)據(jù)類型）和“機(jī)器人軌跡號(hào)”（定義為字節(jié)數(shù)據(jù)類型），外加兩個(gè)備用數(shù)據(jù)，以后客戶提出增加新功能時(shí)用，“油漆配方號(hào)”（定義為Word數(shù)據(jù)類型）和“油漆流量”（定義為整數(shù)數(shù)據(jù)類型），現(xiàn)在這兩個(gè)數(shù)據(jù)是在畫面上直接輸入，供漆系統(tǒng)直接接收的。