工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用（ABB） 高級(jí) 課件 4.3.2 工作站安全機(jī)制優(yōu)化

工作站安全機(jī)制優(yōu)化一、報(bào)警二、中斷三、復(fù)位1/16一報(bào)警報(bào)警——自動(dòng)化系統(tǒng)中的“110”。由于設(shè)備運(yùn)行環(huán)境改變、工藝參數(shù)的變動(dòng)、設(shè)備的老化、人為誤操作等因素，自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行有時(shí)并不那么順利，因此在工藝設(shè)計(jì)、布局、編程之前需要充分考慮可能發(fā)生的意外情況，從而使工作站能夠及時(shí)報(bào)警并解決，將設(shè)備停機(jī)等帶來的損失降低到最低程度。當(dāng)接收到報(bào)警信息時(shí)，一方面需要對(duì)當(dāng)前事態(tài)快速處理，盡可能擺脫危險(xiǎn)境地；另一方案需要針對(duì)當(dāng)前的危險(xiǎn)等級(jí)，觸發(fā)對(duì)應(yīng)的警示信號(hào)。報(bào)警機(jī)制2/16一報(bào)警接下來我們以智能制造集成應(yīng)用平臺(tái)中的壓裝單元中的壓裝工位傳感器的報(bào)警為例，展示在智能制造編程中報(bào)警機(jī)制的設(shè)計(jì)過程。1.觸發(fā)報(bào)警如圖所示，當(dāng)壓工位的傳感器接收的壓力超過其設(shè)定值時(shí)，即可置位“壓裝力超限”標(biāo)識(shí)符，觸發(fā)報(bào)警。報(bào)警機(jī)制3/16一報(bào)警2.報(bào)警反應(yīng)動(dòng)作如圖所示，當(dāng)報(bào)警觸發(fā)后，需要強(qiáng)制控制當(dāng)前設(shè)備的狀態(tài)，即通過置位和復(fù)位對(duì)應(yīng)的氣缸，控制當(dāng)前壓裝車標(biāo)氣缸和壓裝車胎氣缸均運(yùn)動(dòng)至上極限，以快速解除當(dāng)前的壓裝力超限情況。報(bào)警機(jī)制4/16一報(bào)警3.報(bào)警警示信號(hào)如圖所示，報(bào)警觸發(fā)的同時(shí)，便控制相應(yīng)的報(bào)警裝置（三色報(bào)警燈、蜂鳴器等）進(jìn)行警示，以快速引起操作人員的注意并處理報(bào)警事態(tài)。報(bào)警機(jī)制5/16一報(bào)警根據(jù)事件可能造成的危險(xiǎn)等級(jí)的不同，可以定義不同的報(bào)警信息以便快速掌握工作站運(yùn)行狀況。在此以報(bào)警燈及蜂鳴器的功能要求為例，展示各狀況的危險(xiǎn)等級(jí)及處理方式，定義方式見表1。報(bào)警燈定義模式三色燈蜂鳴器狀況手動(dòng)調(diào)試模式黃色不響無異常黃色（閃爍）不響設(shè)備運(yùn)動(dòng)至極限位置，自動(dòng)停止黃色（閃爍）響撞機(jī)導(dǎo)致停機(jī)紅色不響按下緊急停止按鈕表1三色報(bào)警燈定義（含蜂鳴器）（1）6/16一報(bào)警報(bào)警燈定義模式三色燈蜂鳴器狀況手動(dòng)運(yùn)行模式黃色不響工作站未啟動(dòng)運(yùn)行有人員在工作區(qū)域內(nèi)綠色不響工作站全速運(yùn)行且無異常綠色（閃爍）不響工作站降速運(yùn)行且無異常紅色響撞機(jī)導(dǎo)致停機(jī)自動(dòng)運(yùn)行模式綠色不響無異常黃色不響設(shè)備無異常，運(yùn)行已停止黃色響當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)不滿足自動(dòng)運(yùn)行紅色響人員闖入工作站工作區(qū)域撞機(jī)導(dǎo)致停機(jī)表2三色報(bào)警燈定義（含蜂鳴器）（2）7/16二中斷中斷，最初是一個(gè)計(jì)算機(jī)術(shù)語，現(xiàn)在是指系統(tǒng)在正常運(yùn)行過程中，出現(xiàn)某些意外情況需主機(jī)干預(yù)時(shí)，機(jī)器能自動(dòng)停止正在運(yùn)行的程序并轉(zhuǎn)入處理新情況的程序，處理完畢后又返回原被暫停的程序繼續(xù)運(yùn)行。相對(duì)于報(bào)警，中斷的觸發(fā)條件大多是可以預(yù)見的，報(bào)警信號(hào)自然也可觸發(fā)中斷。當(dāng)中斷條件不滿足時(shí)，系統(tǒng)又可以按照常規(guī)流程運(yùn)行下去。在智能制造編程應(yīng)用中，中斷的應(yīng)用會(huì)讓自動(dòng)化系統(tǒng)具備以下功能：1.提高自動(dòng)化運(yùn)行效率；2.維持系統(tǒng)可靠正常工作；3.滿足實(shí)時(shí)處理要求；4.提供故障現(xiàn)場處理手段。8/16二中斷在此我們以打磨工作站的中斷機(jī)制為例，來展示中斷的應(yīng)用場景。9/16二中斷正常運(yùn)行狀態(tài)下，在打磨工作站中工業(yè)機(jī)器人會(huì)按照設(shè)定的打磨軌跡進(jìn)行打磨。當(dāng)外來人員闖入正在運(yùn)行的打磨工作站時(shí)（觸發(fā)光柵信號(hào)），系統(tǒng)將認(rèn)定當(dāng)前運(yùn)行處于危險(xiǎn)狀態(tài)，即控制工業(yè)機(jī)器人停止末端工具的運(yùn)行，以保護(hù)闖入的外來人員。人員離去之后（停止觸發(fā)光柵信號(hào)），工作站便可自動(dòng)恢復(fù)至正常狀態(tài)，繼續(xù)實(shí)施打磨工藝。10/16三復(fù)位程序運(yùn)行均需要對(duì)應(yīng)的前提條件，因此在自動(dòng)化編程時(shí)，對(duì)程序設(shè)置復(fù)位接口，編輯初始化復(fù)位功能是非常有必要的。我們根據(jù)觸發(fā)條件的不同將復(fù)位其分為兩大類，即一類需要人為觸發(fā)的復(fù)位功能，此處稱為“手動(dòng)復(fù)位”；一類由系統(tǒng)自身的相關(guān)條件自動(dòng)觸發(fā)的復(fù)位，此處稱為“自動(dòng)復(fù)位”。兩種復(fù)位模式的應(yīng)用特點(diǎn)如下。1.手動(dòng)復(fù)位手動(dòng)復(fù)位功能通常由工作站中的配備的按鈕、HMI等裝置觸發(fā)。其主要功能包括以下幾點(diǎn)：(1)清除程序運(yùn)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；(2)恢復(fù)各設(shè)備、單元模塊的初始狀態(tài)；(3)在故障解除時(shí)，消除報(bào)警信號(hào)和報(bào)警動(dòng)作；(4)通信初始化。11/16三復(fù)位如下圖所示，當(dāng)觸發(fā)激光打標(biāo)子程序的復(fù)位功能時(shí)，程序可以執(zhí)行設(shè)備的復(fù)位（程序A），還可清除子程序運(yùn)行過程中的置位的標(biāo)記位（程序B），并能將該子程序中所涉及的通信數(shù)據(jù)、運(yùn)行參數(shù)等全部初始化（程序C），達(dá)到手動(dòng)復(fù)位的目的。（1）激光打標(biāo)子程序FB塊（2）激光打標(biāo)子程序——復(fù)位程序段12/16三復(fù)位2.自動(dòng)復(fù)位自動(dòng)復(fù)位功能通常由工作站中設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)觸發(fā)，主要用于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的恢復(fù)情況。如圖4-75所示，我們以執(zhí)行單元中的滑臺(tái)運(yùn)行自復(fù)位為例，來闡釋自復(fù)位編程的方法。在對(duì)執(zhí)行單元的伺服電機(jī)進(jìn)行“點(diǎn)動(dòng)控制”時(shí)，可能會(huì)觸發(fā)滑臺(tái)的正負(fù)極限傳感器，此時(shí)需要觸發(fā)伺服系統(tǒng)的復(fù)位功能才能繼續(xù)操作。自復(fù)位功能程序一般主要包括三個(gè)功能程序段，如下所示。13/16三復(fù)位(1)執(zhí)行復(fù)位。如圖當(dāng)觸發(fā)功能程序塊的復(fù)位接口，即可恢復(fù)伺服裝置的狀態(tài)。14/16三復(fù)位(2)觸發(fā)復(fù)位如圖,未到達(dá)極限位置時(shí)，伺服極限位置傳感器的輸入信號(hào)（I0.0、I0.2）為高電位，因此不會(huì)觸發(fā)復(fù)位。一旦滑臺(tái)到達(dá)極限位置，其對(duì)應(yīng)傳感器輸入信號(hào)變?yōu)榈忘c(diǎn)位，此時(shí)便可觸發(fā)“復(fù)位”功能；15/16三復(fù)位(3)消除復(fù)位由于自復(fù)位的觸發(fā)是系統(tǒng)自身，復(fù)位后需要不僅需要設(shè)備正常運(yùn)行，還需要其復(fù)位功能也能