白车身机器人焊装线PLC控制系统架构研究

摘要

伴随汽车工业的飞速发展，白车身焊装生产线也在逐渐向全自动柔性化方向发展。工业机器人作为自动化焊装线最主要的柔性设备，目前在汽车行业中已开始广泛应用。本文以某微型客车机器人焊装生产线控制系统为研究对象，设计和构建了基于现场总线的白车身机器人焊装线的分布式I/O控制系统。
　　 论文首先阐述了汽车焊装生产线的组成、汽车焊装工艺的现状与发展。通过对汽车焊装生产线的各主要组成部分的剖析，分析了控制的内容及要求。针对其工艺特点，给出了PLC控制系统的架构，完成硬件设计与软件设计方案。在控制系统的软件设计中，论文对模块化，结构化的编程思路进行了研究探索，在此基础上对焊装线控制程序进行了系统的规划。最后，论文对焊装线关键设备的控制进行了详细的分析和程序设计，实现机器人焊装线的通信与控制。
　　 本课题最终结果达到设计的各项要求，并经过现场的实际检验，目前该系统运行情况良好。

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论文说明：图表目录

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致谢

第一章绪论

1.1课题背景与意义

1.2机器人柔性焊装线国内外研究应用现状

1.2.1国外在机器人焊装线方面的研究应用现状

1.2.2我国在机器人焊装线方面的研究应用现状

1.3论文的研究内容

1.4本章小结

第二章白车身机器人焊装线的组成及技术分析

2.1白车身机器人焊装线概述

2.2焊装线工艺系统

2.2.1夹具

2.2.2白车身输送系统

2.2.3焊接系统

2.2.4机器人

2.6电气控制系统

2.6.1现场总线

2.6.2西门子PLC

2.7白车身机器人焊装线控制体系框架

2.7.1整线控制方式与网络分层管理

2.7.2安全系统

2.8本章小结

第三章焊装线控制系统架构

3.1机器人柔性焊装线总体布局

3.2焊装工艺过程

3.2.1车架底板总成UB线

3.2.2车身总成MB线

3.3电气控制PLC系统架构

3.3.1焊装线整线控制方网络架构

3.3.2多PLC分块控制

3.3.3机器人控制系统

3.3.4安全系统

3.4本章小结

第四章焊装线PLC程序规划

4.1 SIMATIC STEP7软件总体框架

4.2线性化、模块化和结构化编程

4.3面向对象编程实现方式

4.4焊装线PLC程序架构设计

4.4.1往复杆程序

4.4.2工作站程序

4.4.3机器人程序

4.5面向对象编程的优越性

4.6本章小结

第五章焊装线系统的控制

5.1整线控制系统

5.2焊装线关键设备的控制逻辑

5.2.1夹具控制逻辑

5.2.2往复杆输送线控制

5.3机器人单元控制

5.3.1机器人和线PLC之间的关系

5.3.2机器人和其周边设备之间的关系

5.3.3机器人的控制逻辑

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1本文完成的工作

6.2有待于进一步研究的问题

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文