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近年來，機(jī)器人自動(dòng)化噴涂系統(tǒng)因其具有重復(fù)精度高、涂裝質(zhì)量好、可靠性好、適用性強(qiáng)、效率高等眾多優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于汽車等工業(yè)領(lǐng)域。而目前航空產(chǎn)品制造過程仍舊是勞動(dòng)密集、工序繁復(fù)、工況惡劣、輔以大量工裝夾具并以手工制造為主，自動(dòng)化生產(chǎn)能力不足。在國家提出十三五規(guī)劃，大力發(fā)展智能制造2025的時(shí)代大背景下，中航工業(yè)復(fù)合材料制造所遠(yuǎn)矚，在噴涂領(lǐng)域采用機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，加快了企業(yè)生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型升級(jí)，提高了裝備先進(jìn)制造能力。

本項(xiàng)目采用的是一臺(tái)可移動(dòng)的懸掛式噴涂6軸機(jī)器人，它安裝在3自由度直角坐標(biāo)變位天車上，可以在噴房范圍內(nèi)（噴漆房?jī)?nèi)尺寸：L30m×W9m×6.5m）進(jìn)行前后、左右、上下及旋轉(zhuǎn)等多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，機(jī)器人的手臂上帶有一支噴槍，能實(shí)現(xiàn)對(duì)大型復(fù)合材料工件外表面涂裝涂層的噴涂作業(yè)。

二、懸掛式機(jī)器人噴涂系統(tǒng)組成

懸掛式機(jī)器人噴涂系統(tǒng)由總控系統(tǒng)、天車系統(tǒng)（懸掛行走機(jī)構(gòu)）、機(jī)器人系統(tǒng)、智能供漆系統(tǒng)以及視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如圖1所示：

天車系統(tǒng)包括：

1套縱走機(jī)構(gòu)（X軸）、1套橫走機(jī)構(gòu)（Y軸）、1套升降機(jī)構(gòu)（Z軸）和電氣伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，還有用于維修和檢測(cè)的走臺(tái)等附屬設(shè)施。如圖2所示：

智能供漆系統(tǒng)由虹吸管、隔膜泵、物料罐、過濾器、2KS、調(diào)壓器、空打保護(hù)器等組成一套完整的供漆系統(tǒng)，是噴涂系統(tǒng)的重要組成部分，其承擔(dān)著從原料供應(yīng)到原料調(diào)節(jié)預(yù)混配比等重要的作用，是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的必要前提。物料包含油漆、固化劑和清洗劑。

項(xiàng)目選用的是史陶比爾（Staubli）TX250系列6軸機(jī)器人，也是最新款的機(jī)器人。整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)由3個(gè)部件組成，包括控制器CS8C、機(jī)械手臂（Arm）以及手動(dòng)示教盒（Manualcontrolpendant，MCP）。

三、控制系統(tǒng)架構(gòu)

此套系統(tǒng)的總控系統(tǒng)控制器采用西門子S7-1500PLC作為主控制器，WinCCProfessionalV13SP1作為上位機(jī)操作畫面，TP1200作為操作面板，天車、機(jī)器人和供漆系統(tǒng)分別采用S7-1200作為控制器。S7-1500總控系統(tǒng)通過PROFINET總線與噴涂機(jī)器人系統(tǒng)、供漆系統(tǒng)和懸掛行走系統(tǒng)通訊，完成系統(tǒng)整體控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控及操作，保證對(duì)整個(gè)工件的連續(xù)噴涂。控制系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示，主控系統(tǒng)硬件設(shè)備表單，如下表1所示。

四、控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

懸掛式機(jī)器人噴涂系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)天車系統(tǒng)和機(jī)器人噴涂系統(tǒng)的單獨(dú)進(jìn)行操作。在現(xiàn)場(chǎng)天車可以通過操作屏TP700進(jìn)行操作，分別對(duì)X、Y和Z軸伺服電機(jī)進(jìn)行上電、零點(diǎn)校準(zhǔn)、絕對(duì)定位等。

供漆系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)屏TP700可以顯示油漆液位、清洗劑液位、固化劑液位、管路壓力、電磁閥狀態(tài)、流體調(diào)壓器狀態(tài)、2KS系統(tǒng)各種油漆的自動(dòng)配比情況、氣動(dòng)泵以及防空打保護(hù)器等。

CPU 1511C-1 PN

S7-1500使用SIMATIC存儲(chǔ)卡作為程序存儲(chǔ)器。SIMATIC存儲(chǔ)卡主要有以下功能:

作為CPU的裝載存儲(chǔ)區(qū),離開存儲(chǔ)卡CPU就無法運(yùn)行。

可以用于更新S7-1500CPU及集中式IO模塊的固件版本。

讀取服務(wù)數(shù)據(jù)。

清除存儲(chǔ)卡中的項(xiàng)目數(shù)據(jù)

有些情況需要清除存儲(chǔ)卡中的項(xiàng)目數(shù)據(jù):

忘記了設(shè)置的讀寫保護(hù)密碼,如果需要再次下載程序時(shí)。

當(dāng)前要下載的博途項(xiàng)目版本比存儲(chǔ)卡里的項(xiàng)目版本低,比如,存儲(chǔ)卡中的博途項(xiàng)目版本是V16,但是當(dāng)前需要下載V15版本的項(xiàng)目,就有可能下載不了。

下載項(xiàng)目過程中發(fā)生了意外終止,比如網(wǎng)絡(luò)中斷,這樣會(huì)造成存儲(chǔ)卡中的項(xiàng)目不完整,TIA STEP7無法再連接CPU進(jìn)行下載。

清除存儲(chǔ)卡項(xiàng)目數(shù)據(jù)的方法:

通過 CPU 的顯示屏進(jìn)行格式化。

使用TIA STEP 7 進(jìn)行格式化。

使用市售SD卡讀卡器刪除項(xiàng)目文件。

1.通過 CPU 的顯示屏進(jìn)行格式化

這種方式無需額外硬件和軟件,但要求CPU和顯示屏的固件版本必須大于或等于V2.0。這種方式適用于忘記讀寫保護(hù)密碼的情況。具體操作步驟如下:

(1) 通過左右箭頭鍵選擇Settings菜單,點(diǎn)擊OK鍵進(jìn)入,如圖1所示。

圖 1 選擇進(jìn)入Settings菜單

(2) 通過下箭頭鍵選擇Card handling菜單項(xiàng),單擊OK鍵進(jìn)入,如圖2所示。

圖 2 選擇進(jìn)入Card handling菜單項(xiàng)

(3) 選擇Format card菜單項(xiàng),單擊OK鍵進(jìn)入,如圖3所示。

圖 3 選擇進(jìn)入Format card菜單項(xiàng)

(4) 單擊OK鍵確認(rèn)進(jìn)行格式化操作,PLC將進(jìn)入STOP模式,如圖4所示。

圖 4 確認(rèn)格式化操作

2.使用TIA STEP7 進(jìn)行格式化

這種方式需要一臺(tái)安裝了博途軟件的計(jì)算機(jī),并跟CPU在線連接,這種方式不適用于忘記讀寫保護(hù)密碼的情況。