項目背景
傳(chuan) 統的拋光加工，一般采用手工打磨，不能適應現代多品種、小批量的生產(chan) 要求，一般手工作業(ye) 不僅(jin) 費時費力、工作效率低下，產(chan) 品一致性差，且操作環境惡劣，粉塵也嚴(yan) 重影響工人的健康亟待改進。
隨著機械工業(ye) 的發展，顧客對產(chan) 品外形和表麵質量要求的不斷提高，拋光越來越廣泛地應用在工業(ye) 及民用產(chan) 品上。采用新型的機器人拋光係統要比普通手工拋光更能保證加工精度，使加工效率大大提高，工人工作環境得到改善，同時為(wei) 複雜空間曲麵的加工開辟了一條更先進的途徑。
行業(ye) 工藝流程
行李架工藝流程拋光的加工工藝流程如下，其中手工拋光用於(yu) 拋產(chan) 品的兩(liang) 端頭、機器人拋光用於(yu) 拋產(chan) 品的本體(ti) ：
半成品→拋光前檢驗→手工拋光→機器人自動拋光→拋光後檢驗
飾條類工藝流程拋光的加工工藝流程如下，其中手工拋光用於(yu) 拋產(chan) 品的兩(liang) 端頭、機器人拋光用於(yu) 拋產(chan) 品的本體(ti) ：
半成品→拋光前檢驗→手工拋光→機器人自動拋光→拋光後檢驗
設備布局：包括機械人拋光區、工位器具，工裝區，人工補拋區，產(chan) 品暫存區，布置合理整體(ti) 設備符合人機工程設計，詳見平麵布局圖。
圖1：行李架拋光機器人示意圖
解決(jue) 方案
機器人拋光機設備可采用西門子S7-1500安全型PLC、西門子觸摸屏12寸屏、G120係列變頻器、V90伺服驅動裝置和KUKA機器人製造廠家重載機器人構成，並且采用中央機架擴展配置，該係統完全采用基於(yu) PROFINET網絡的分布式I/O係統，與(yu) 機器人控製器也采用PROFINET通訊方式，克服了傳(chuan) 統方案的缺點。
PLC 控製係統中S7-1500產(chan) 品主要特點
1) 西門子公司新一代S7-1500集成了運動控製、工業(ye) 信息安全和故障安全功能， 強大的CPU模塊功能可供用戶使用的充足的資源。
2) 從(cong) 硬件方麵說S7-1500PLC的處理速度更快，聯網能力更強，診斷能力和安全性更高，不僅(jin) 可節省成本，提高生產(chan) 效率，而且安全可靠，維護簡單方便，真正成為(wei) 工廠客戶和現場維護人員的控製器。
3) S7-1500PLC的組態和編程效率更高，信息采集和查看更方便，這也是工程設計人員的福音。由於(yu) S7-1500PLC是無縫集成到TIA博途軟件中，無論是硬件組態、網絡連接和上位組態，還是軟件編程，其操作均簡單快捷。
係統網絡結構
機器人拋光機設備的PLC控製係統主要有S7-1500F作為(wei) 主站，將ET200MP分布式I/O係統、編碼器、變頻器、伺服驅動器V90、觸摸屏、機器人控製器集成到安全可靠地PROFINET網絡中下圖二為(wei) 網絡布置圖。
圖2：網絡布置圖
S7-1500通過PROFINET通訊控製旋轉工作台以及旋轉工裝的伺服驅動器。
S7-1500運動控製功能支持旋轉軸、定位軸、同步軸和外部編碼器等工藝對象，並擁有軸控製麵板以及全麵的在線和診斷功能，有助於(yu) 輕鬆完成驅動裝置的調試和優(you) 化工作。旋轉工作台以及工裝旋轉采用的是西門子V90伺服驅動器，控製方式采用的是S7-1500通過PROFINET總線連接驅動及編碼器，單個(ge) 驅動裝置連接示意圖如下圖三，為(wei) 連接示意圖。
圖3：S7-1500通過PROFINET總線連接驅動器V90
S7-1500通過PROFINET通訊控製拋光機的變頻器
拋光機采用的是西門子G120係列變頻器，控製方式采用的是S7-1500通過PROFINET總線連接驅動器。
S7-1500通過PROFINET通訊控製拋光機器人
拋光機器人采用的庫卡製造廠家重載機器人，該機為(wei) 6軸關(guan) 節式機器人。以西門子PLC為(wei) 核心，結合KUKA機器人 KRC4控製櫃設計了PROFINET通訊係統如圖六所示。在該係統中,采用西門子S7-1500PLC作為(wei) 主站，KRC4控製櫃作為(wei) 從(cong) 站用來控製機械臂的運動和狀態。KRC4控製櫃通過KLI接口與(yu) 西門子交換機（SCALANCE）相連接，係統總線采用RJ45插頭的雙絞線。係統工作時，上級控製器S7-1500PLC通過外部自動運行接口向機器人控製係統發送機器人進程的相關(guan) 信息：運行許可，故障確認，程序啟動等。機器人控製係統向上級控製器S7-1500PLC發送運行狀態與(yu) 故障狀態的相關(guan) 信息。PC作為(wei) 組態和監控的控製器對KRC4控製櫃的PROFINET選項進行配置，並對PLC進行項目組態和運行狀態的監控。
圖4： 通訊係統硬件結構
總結：基於(yu) PROFINET通訊協議的係統解決(jue) 方案可以實現KUKA機器人、伺服驅動器、變頻器以及觸摸屏與(yu) 西門子S7-1500PLC的通訊，其通訊速度快，抗幹擾能力強，信號十分穩定。通訊連接簡單，不需要安裝通訊模塊，減少了硬件的配置。並且很好的解決(jue) 了在實際工程中經常出現的數據傳(chuan) 輸慢、經常斷網的問題，優(you) 化了生產(chan) 線的通訊結構，提高了生產(chan) 的穩定性和生產(chan) 效率。