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CC-Link 网络在三菱 ROBOT 与 CNC 上的应用

时间:2021-09-26 17:30:17来源:兴东机电设备(深圳)有限公司 王光圣

导语:​本文主要介绍了采用三菱工业机器人、三菱 M70 数控系统构建的 CC-Link 网络实现了全自动钻孔攻牙生产线的网络组态以及其具体的控制原理。

  1 引言

  数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,也使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。

  CC-Link 网络作为 ISO 国际标准的一员,已经成为真正的世界网络标准,如今在全世界各个工业生产领域都得到了极其广泛的应用。本案例由本人将 CC-Link 网络成功应用于钻孔攻牙机组成的全自动加工线。

  2 CC-Link 总线技术简介

  CC-Link 是 Control & Communication Link 的简称,它是一类基于 PLC 系统的现场总线,用于 PLC 远程 I/O 系统向现场总线技术的发展和延伸。在工控系统中,可以同时将控制和信息数据以 10Mbps 进行高速传输。

  一般情况下,CC-Link 主要是采用广播轮询的方式进行通讯,瞬时通讯则用于主站与本地站、智能设备站之间通讯。所有主站与从站之间的通讯进程及协议都由 LSI-MFP 控制, 其硬件结构决定了 CC-Link 具有高速稳定的通讯。

  CC-Link 网络目前含有 CC-Link Ver1.0 和 CC-Link Ver2.0 两个版本。CC-Link V2 适合于大容量数据通讯场合,是在CC-Link Ver1.0 通讯基础上增加了扩展循环传输功能,使循环数据通讯容量相对于原版本可以扩大 2、4、8 倍。通讯速度选择为 10Mbps 时最大通讯距离是 100 米,当速度选择为156kbps 时可以达到 1200 米。

  使用过程中的数据交换均可采用自动刷新的方式实现,

  这样工程师只用做相应的网络设置即可,省去了很多其他网络需要知道具体的通信数据格式等问题,提高了开发设备效率。

  本方案之所以采用CC-Link 网络,正是因为以上这些优点。

  3 系统配置

  3.1 此自动化加工线主要设备如下:

  三菱 M70 数控系统钻孔攻牙机:1 台(需选件:HN746) RV-6SD 工业机器人:1 台(需选件:2D-TZ576)

  RV-3SD 工业机器人:1 台(需选件:2D-TZ576) GT1275-VNBA 触摸屏:1 台

  Q 系列 PLC 1 套:包括有 Q35B、Q61P、Q02CPU、QX40、QY40P、QJ61BT11N、QJ71E71-100

  

具体设备现场图.png

  具体设备现场图

  3.2 简单通讯示意图 :

  简单通讯示意图.png


  4 生产工艺

  1# 机器人(RV-3SD)负责从毛坯托盘上取待加工的毛坯料送入钻孔攻牙机中,同时从钻孔攻牙机中取出加工好的成品放入指定的成品托盘内。此过程中钻孔攻牙机会自动配合此机器人实现开门、关门、夹具夹紧释放、钻孔加工。

  为了提高效率,1# 机器人安装有 2 个抓手,能同时抓取毛坯料和成品料,实现在一个行程周期完成一个工件的取料、上料加工。1# 机器人还会在距离钻孔攻牙机安全门比较近的地方设置一个安全等待点,那样能使得机器人与钻孔机同时工作,减少钻孔攻牙机完成后,机器人上料的时间。

  2# 机器人(RV-6SD)负责搬运待加工的毛坯托盘、加工完毕的成品托盘及其他辅助型搬运、检测工作。触摸屏能够方便的设置各部分的运行参数,并且可以实时监控各个环节的加工状态。

  5 控制方案

  此CC-Link 网络主站采用 QJ61BT11N,2 台机器人及 M70数控系统均采用智能设备站,网络选用的是 Ver 2.0 版本。此网络可以方便的追加扩展机台,灵活设置每个站通讯的数据量。

  PLC、机器人及 CNC 均需对相应的 CC-Link 通讯速度、站号、通讯数据起始地址等参数进行设置,通讯成功后, CC-Link 网络按各站设置情况,会自动刷新所设置的区域。主站 PLC 会有对应各站的刷新区域,机器人与 CNC 加工之间的开门、关门、夹具夹紧、释放等等信号就能通过 Q 系列PLC 主站实现通讯。

  GT1275 触摸屏通过以太网与 Q PLC 通讯,选择以太网的原因是三菱目前的触摸屏都自带有以太网通信接口,比较经济。同时,此项目也可以将上位机改为工控机,工控机也可以通过以太网或者CC-Link 来与PLC 及下位设备进行通信。工控机采用 CC-Link 网络时,上位机及 PLC 的编程工作量会减少很多,同时也会省下许多内存空间和步数。

  

CC-Link 的 PLC 侧设置.png

  CC-Link 的 PLC 侧设置

  

CC-Link 的 CNC 侧设置.png

  CC-Link 的 CNC 侧设置

  

CC-Link 的机器人侧设置.png

  CC-Link 的机器人侧设置

  6 上位机改为工控机后的 CC-Link 设置

  工控机 PCI 插槽上增加CC-Link 板卡:Q80BD-J61BT11N。

  工控机针对 CC-Link 的板卡还需要安装的软件:SW1DNC-

  CCBD2-B。

  

 工控机侧部分设置.png

  工控机侧部分设置

  

工控机侧 CC-Link 的刷新数据监控功能.png

  工控机侧 CC-Link 的刷新数据监控功能

  7 项目在执行时碰到的问题举例

  7.1

触摸屏如何实现显示 ROBOT 的坐标.png

触摸屏如何实现显示 ROBOT 的坐标


  7.2 ROBOT 与 PLC 之间采用 CC-Link 网络不能实现浮点数通信的问题,及ROBOT 收到的数据如何转换成机器人坐标中的角度

  

机器人坐标中的角度.png

  7.3 触摸屏如何监视 CC-Link 网络的通信状态

  可以通过 CC-Link 通讯中的特殊继电器和特殊寄存器能反映出 CC-Link 整个网络及各站的通信状态:

  

通信状态.png

  8 使用心得

  实践证明,利用 CC-Link 网络开发的网络控制系统具有实时性、开放性、通信速度快、布线方便等优点,采用此方案能够很灵活的将车削、铣削、钻孔攻牙、清洗等加工工艺组建成全自动的零件自动化加工线。在提高加工精度、效率、减少人力等有很好的效果,值得广泛推广。


标签: 机器人CC-Link协会数控系统

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