CN113814994A - 一种智能机器人打磨仿真实训*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能机器人打磨仿真实训***，包括PLC控制模块，所述PLC控制模块内部设置有编程PC机，所述PLC控制模块连接有机器人示教器、打磨加工中心***、数控车床***、机器人控制器，所述机器人控制器连接有仿真PC机，所述数控车床***连接有机器人控制柜、示教盒、人机编程界面、电气控制***、数控车床***与识别读写模块。本发明所述的一种智能机器人打磨仿真实训***，PC机与物理控制设备之间都通过工业以太网接入同一交换机中，其中PLC与机器人控制器之间基于Modbus TCP协议的以太网进行通讯，PLC与数控***之间未使用传统I/O模块连接，两者之间基于TCP/IP协议的以太网进行通讯，可以节约一部分成本，便于更好的进行仿真与控制。
Description
技术领域
本发明涉及机器人仿真领域，特别涉及一种智能机器人打磨仿真实训***。
背景技术
智能机器人打磨仿真实训***是一种进行机器人智能仿真控制的支撑设备，如今，在工业上，机器人的使用越来越普遍化，机器人可以方便控制，安全性更高，随着科技的不断发展，人们对于智能机器人打磨仿真实训***的制造工艺要求也越来越高。
现有的智能机器人打磨仿真实训***在使用时存在一定的弊端，首先，在进行使用的时候不能很方便的对机器人进行仿真与控制，容易出现控制不稳定的情况，不利于人们的使用，还有，控制较为麻烦，通讯不便，成本较高，给人们的使用过程带来了一定的不利影响，为此，我们提出一种智能机器人打磨仿真实训***。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能机器人打磨仿真实训***，PC机与物理控制设备之间都通过工业以太网接入同一交换机中，其中PLC与机器人控制器之间基于Modbus TCP协议的以太网进行通讯，PLC与数控***之间未使用传统的I/O模块连接，两者之间基于TCP/IP协议的以太网进行通讯，可以节约一部分成本，便于更好的进行仿真与控制，可以有效解决背景技术中的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种智能机器人打磨仿真实训***，包括PLC控制模块，所述PLC控制模块内部设置有编程PC机，所述PLC控制模块连接有机器人示教器、打磨加工中心***、数控车床***、机器人控制器，所述机器人控制器连接有仿真PC机，所述数控车床***连接有机器人控制柜、示教盒、人机编程界面、电气控制***、数控车床***、计算机、数控车床、加工中心与识别读写模块。
作为本申请一种优选的技术方案，所述PLC控制模块内部的编程PC机的输出端与机器人示教器、打磨加工中心***、数控车床***和机器人控制器的输入端电性连接，所述机器人控制器与仿真PC机双向电性连接。
作为本申请一种优选的技术方案，所述数控车床***与机器人控制柜、示教盒、人机编程界面、电气控制***、数控车床***、计算机、数控车床、加工中心和识别读写模块之间双向电性连接。
作为本申请一种优选的技术方案，所述机器人控制柜连接有打磨机器人与机器人夹爪，所述机器人控制柜的输出端与打磨机器人和机器人夹爪的输入端电性连接。
作为本申请一种优选的技术方案，所述机器人控制器连接有气动技术模块、工业机器人技术模块、数字化设计技术模块、数控加工技术模块、工业物联网技术模块与RFID数字信息技术模块。
作为本申请一种优选的技术方案，所述所述机器人控制器与气动技术模块、工业机器人技术模块、数字化设计技术模块、数控加工技术模块、工业物联网技术模块和RFID数字信息技术模块之间双向电性连接。
作为本申请一种优选的技术方案，所述PLC控制模块作为中央控制器，与机器人控制器之间通过工业以太网进行通讯，与数控车床***、加工中心***之间通过开关量I/O模块进行通讯。
作为本申请一种优选的技术方案，***仿真流程为首先运行西门子TIA portal软件中梯形图程序、EFORT机器人程序，然后启动交互控制软件，运行西门子S7-1200 PLC插件、EFORT机器人插件、KND数控车床插件、KND加工中心插件，再运行RoboDK仿真软件中的Python脚本程序。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种智能机器人打磨仿真实训***，具备以下有益效果：该一种智能机器人打磨仿真实训***，PC机与物理控制设备之间都通过工业以太网接入同一交换机中，其中PLC与机器人控制器之间基于Modbus TCP协议的以太网进行通讯，PLC与数控***之间未使用传统的I/O模块连接，两者之间基于TCP/IP协议的以太网进行通讯，可以节约一部分成本，便于更好的进行仿真与控制，***融合了工业机器人技术、气动技术、数字化设计技术、数控加工技术、工业物联网技术、RFID数字信息技术等多项先进制造技术，具有零件数字化设计、加工过程实时制造数据采集、加工过程自动化、基于RFID加工状态可追溯以及加工柔性化等功能，整个智能机器人打磨仿真实训***结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。
附图说明
图1为本发明一种智能机器人打磨仿真实训***的整体结构示意图。
图2为本发明一种智能机器人打磨仿真实训***中数控车床***的结构示意图。
图3为本发明一种智能机器人打磨仿真实训***中机器人控制柜的结构示意图。
图4为本发明一种智能机器人打磨仿真实训***中机器人控制器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一：
如图1-4所示，一种智能机器人打磨仿真实训***，包括PLC控制模块，PLC控制模块内部设置有编程PC机，PLC控制模块连接有机器人示教器、打磨加工中心***、数控车床***、机器人控制器，机器人控制器连接有仿真PC机，数控车床***连接有机器人控制柜、示教盒、人机编程界面、电气控制***、数控车床***、计算机、数控车床、加工中心与识别读写模块。
PLC控制模块内部的编程PC机的输出端与机器人示教器、打磨加工中心***、数控车床***和机器人控制器的输入端电性连接，机器人控制器与仿真PC机双向电性连接。
数控车床***与机器人控制柜、示教盒、人机编程界面、电气控制***、数控车床***、计算机、数控车床、加工中心和识别读写模块之间双向电性连接。
机器人控制柜连接有打磨机器人与机器人夹爪，机器人控制柜的输出端与打磨机器人和机器人夹爪的输入端电性连接。
机器人控制器连接有气动技术模块、工业机器人技术模块、数字化设计技术模块、数控加工技术模块、工业物联网技术模块与RFID数字信息技术模块。
机器人控制器与气动技术模块、工业机器人技术模块、数字化设计技术模块、数控加工技术模块、工业物联网技术模块和RFID数字信息技术模块之间双向电性连接。
PLC控制模块作为中央控制器，与机器人控制器之间通过工业以太网进行通讯，与数控车床***、加工中心***之间通过开关量I/O模块进行通讯。
实施例二：
在实施例一的基础上，***仿真流程为首先运行西门子TIAportal软件中梯形图程序、EFORT机器人程序，然后启动交互控制软件，运行西门子S7-1200 PLC插件、EFORT机器人插件、KND数控车床插件、KND加工中心插件，再运行RoboDK仿真软件中的Python脚本程序。
工作原理：该***主要由西门子S7-1200 PLC、EFFORT机器人控制器、KND数控车床***、KND加工中心***、EFFORT机器人示教器、编程PC机和仿真PC机组成，其中西门子S7-1200 PLC、EFFORT机器人控制器、KND数控车床***、KND加工中心***为智能制造加工实验的物理控制设备；EFFORT机器人示教器为辅助设备；编程PC机用于编写PLC、机器人程序，同时也设置和启动交互控制软件；仿真PC机用于搭建虚拟环境和启动仿真软件，PC机与物理控制设备之间都通过工业以太网接入同一交换机中，其中PLC与机器人控制器之间基于Modbus TCP协议的以太网进行通讯；PLC与数控***之间未使用传统的I/O模块连接，两者之间基于TCP/IP协议的以太网进行通讯，可以节约一部分成本，虚拟工作站和物理环境搭建完成之后，需要编写控制程序，控制程序采用PLC梯形图、机器人脚本语言、数控***G代码、Python脚本语言共同实现控制目的，其中PLC为智能制造加工实验的中央控制器，通过梯形图对整个***进行逻辑控制；机器人脚本程序由PLC来调度执行，往仿真中的机器人模型发送运动数据；数控***G代码用于完成加工任务；Python脚本程序对仿真模型进行逻辑控制，智能制造加工实训***融合了工业机器人技术、气动技术、数字化设计技术、数控加工技术、工业物联网技术、RFID数字信息技术等多项先进制造技术，具有零件数字化设计、加工过程实时制造数据采集、加工过程自动化、基于RFID加工状态可追溯以及加工柔性化等功能，完成机器人从仓库取件、往数控车床上料、数控车床加工、从数控车床取件、往加工中心上料、加工中心加工、从加工中心取件、以及将成品入库的任务，虚拟调试中梯形图程序的输入虚拟信号，如数控车床、加工中心的安全门和卡盘的开关状态，需要替换为真实的开关量信号，程序更改完成后将梯形图、机器人脚本程序、G代码分别下载到S7-1200 PLC、EFORT机器人和KND数控***中，然后给***通电，把所有设备进行复位，机器人、数控***的模式设置为自动，并将机器人的运行速度调至较低，接着启动智能制造加工实训***，仔细查看***运行状态，如有异常则通过机器人示教器停止机器人，经过几次修改PLC梯形图程序中的信号，再反复实验直到与虚拟调试部分对应的任务完成，最后将***复位并停止，便于智能机器人进行打磨仿真操作。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二(一号、二号)等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (8)
1.一种智能机器人打磨仿真实训***，包括PLC控制模块，其特征在于：所述PLC控制模块内部设置有编程PC机，所述PLC控制模块连接有机器人示教器、打磨加工中心***、数控车床***、机器人控制器，所述机器人控制器连接有仿真PC机，所述数控车床***连接有机器人控制柜、示教盒、人机编程界面、电气控制***、数控车床***、计算机、数控车床、加工中心与识别读写模块。
2.根据权利要求1所述的一种智能机器人打磨仿真实训***，其特征在于：所述PLC控制模块内部的编程PC机的输出端与机器人示教器、打磨加工中心***、数控车床***和机器人控制器的输入端电性连接，所述机器人控制器与仿真PC机双向电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种智能机器人打磨仿真实训***，其特征在于：所述数控车床***与机器人控制柜、示教盒、人机编程界面、电气控制***、数控车床***、计算机、数控车床、加工中心和识别读写模块之间双向电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能机器人打磨仿真实训***，其特征在于：所述机器人控制柜连接有打磨机器人与机器人夹爪，所述机器人控制柜的输出端与打磨机器人和机器人夹爪的输入端电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种智能机器人打磨仿真实训***，其特征在于：所述机器人控制器连接有气动技术模块、工业机器人技术模块、数字化设计技术模块、数控加工技术模块、工业物联网技术模块与RFID数字信息技术模块。
6.根据权利要求5所述的一种智能机器人打磨仿真实训***，其特征在于：所述所述机器人控制器与气动技术模块、工业机器人技术模块、数字化设计技术模块、数控加工技术模块、工业物联网技术模块和RFID数字信息技术模块之间双向电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种智能机器人打磨仿真实训***，其特征在于：所述PLC控制模块作为中央控制器，与机器人控制器之间通过工业以太网进行通讯，与数控车床***、加工中心***之间通过开关量I/O模块进行通讯。
8.根据权利要求1所述的一种智能机器人打磨仿真实训***，其特征在于：***仿真流程为首先运行西门子TIA portal软件中梯形图程序、EFORT机器人程序，然后启动交互控制软件，运行西门子S7-1200 PLC插件、EFORT机器人插件、KND数控车床插件、KND加工中心插件，再运行RoboDK仿真软件中的Python脚本程序。
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