西門子S7-1500系列PLC控制的6軸機器人系統(tǒng)解析

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

本次分享的項目采用的是一臺6軸機器人，在固定范圍內多個自由度的運動，機器人的手臂上帶有一支擰緊槍，能實現(xiàn)對工件進行螺絲擰緊作業(yè)。根據(jù)客戶的現(xiàn)場情況，為客戶量身定制了zui優(yōu)項目解決方案：采用西門子S7-1500系列PLC、西門子HMI觸摸屏、某品牌機器人、擰緊槍裝置構成，并且采用中央機架擴展配置，該系統(tǒng)完全采用基于PROFINET網(wǎng)絡的分布式I/O系統(tǒng)，與機器人控制器也采用PROFINET通訊方式，克服了傳統(tǒng)方案的缺點。

該項目解決方案優(yōu)勢所在

PLC控制系統(tǒng)中S7-1500產(chǎn)品主要特點

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

從硬件方便說S7-1500PLC的處理速度更快，聯(lián)網(wǎng)能力更強，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，維護簡單方便，真正成為工廠客戶和現(xiàn)場維護人員的控制器。

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

系統(tǒng)網(wǎng)絡結構

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總線與噴涂機器人系統(tǒng)通訊，完成系統(tǒng)整體控制，實現(xiàn)對系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控及操作，保證對整個工件的連續(xù)操作。

S7-1500通過PROFINET通訊控制機器人

該項目機器人為6軸關節(jié)式機器人。以西門子PLC為核心，控制柜設計了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控制機械臂的運動和狀態(tài)。控制柜通過KLI接口與交換機相連接，系統(tǒng)總線采用RJ45插頭的雙絞線。系統(tǒng)工作時，上級控制器S7-1500PLC通過外部自動運行接口向機器人控制系統(tǒng)發(fā)送機器人進程的相關信息：運行許可，故障確認，程序啟動等。機器人控制系統(tǒng)向上級控制器S7-1500PLC發(fā)送運行狀態(tài)與故障狀態(tài)的相關信息。HMI作為組態(tài)和監(jiān)控的控制器對控制柜的PROFINET選項進行配置，并對PLC進行項目組態(tài)和運行狀態(tài)的監(jiān)控。

基于PROFINET通訊協(xié)議的系統(tǒng)解決方案可以實現(xiàn)機器人、氣缸動作、以及觸摸屏與S7-1500PLC的通訊，其通訊速度快，抗干擾能力強，信號十分穩(wěn)定。通訊連接簡單，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)線的通訊結構，提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。