【摘 要】 本文中工业机器人自动产线是能实现产品加工过程自动化的一种机器体系，是一套以工业机器人为本体，s7-200 smart PLC系统控制，自动对产品进行加工、检测、码垛、AGV小车运输，组成高度连续的、完全自动化的生产线，来实现产品的加工，从而提高工作效率。整个自动生产线中，完成各个工位任务过程及其之间的衔接，关键在于PLC控制系统信号及AGV小车之间的通信设置。本文主要研究本产线中s7-200 smart PLC和UA52-LF5-SP3 AGV运载小车两者之间的协调工作。

　　【关键词】 工业机器人;自动产线;s7-200 smart PLC;AGV小车

　　1 工业机器人自动产线

　　1.1 工业机器人自动产线结构产线主要由三大区组成区域：机器人加工区、AGV物流区、智能控制区;其中机器人加工区配备四台机器人，分别为打磨机器人、喷涂机器人、搬运机器人、码垛机器人。AGV物流区是在地面铺设AGV地标，并在指定位置设定相应的停靠点，AGV按照指定路线行走，完成物料的移动和运送。智能控制区主要设备为控制柜、总控平台、工控机，其中机器人控制柜作为机器人的控制中枢，用于机器人的路径规划、参数设置等操作;总控平台主要用于实现产线设备之间的通讯，总控平台内置PLC，可实现与机器人、AGV 小车的基本通讯;工控机用于布置信息化系统，其实现生产过程管控、数据分析等。产线总体结构图如图1 所示。

　　1.2 工业机器人自动产线工作顺序因场地及产线因素，整个产线中原材料放置在码垛平台上。 AGV小车原始点在1#，机器人抓取原材料放到AGV小车，AGV 小车运输到5#打磨机器人工位，打磨机器人作业完成后将原材料放到AGV，之后AGV将原材料运输到4#喷涂机器人工位，喷涂机器人对工件进行喷涂作业，操作完成后机器人抓取工件放置AGV上，由AGV小车将加工好的半成品运输到3#搬运机器人工作站，搬运机器人将工件搬至指定位置后抓取工件放置 AGV小车上，最后由2#码垛机器人将工件放置码垛工作台上完成整个加工过程。工作流程框架如图2所示。

　　2 PLC 和AGV 小车

　　2.1 S7-200 SMART PLC概括 S7-200 SMART是西门子针对中国的OEM市场研发的新一代 PLC。作为 S7-200CN 的升级产品，一方面继承了 S7-200CN丰富的功能，另一方面融入了新的亮点，将全面覆盖并超越S7- 200CN。S7-200 SMART CPU 模块，可全方位满足不同行业、不同客户、不同设备的各种需求。SR/ST 标准型CPU 可扩展6 个扩展模块和1 个信号板，适用于I/O 点数较多，逻辑控制较为复杂的应用。S7-200 SMART SR/ST CPU 模块本体集成1 个以太网接口和 1 个 RS485 接口，通过扩展 CM01 信号板或者 EM DP01 模块，其通信端口数量最多可增至4 个，可满足小型自动化设备与触摸屏、变频器及其它第三方设备进行通信的需求。

　　2.2 AGV小车工作原理 UA52-LF5-SP3AGV小车通过磁感应导航传感器检测地面上铺设的磁性引导带，进而获取磁感应传感器与磁性引导带的相对一维坐标信号，将该坐标信号传送给 AGV 小车控制器， AGV小车控制器根据信号状态控制AGV轮舵跟随磁性导引带。磁感应传感器目的是引导AGV 小车沿磁带行走的引导功能。磁导航AGV同时也需要地标传感器或者RFID等设备来识别AGV小车当前的站点ID，进而获取AGV小车在当前路线的位置信息或执行相应的其他功能。

　　3 PLC与AGV小车协调工作

　　3.1 码垛站(供料站)本产线的开始单元供料站与码垛站同站，是整个产线提供原始加工工件的仓库，也是本产线的码垛站。工作流程：把待加工的工件摆放在仓库台，且工件有着自身的条形码，同时也存放加工完成的工件。产线工作启动，AGV小车运行到搬运站，磁导航AGV通过RFID卡来识别到工号点2站(搬运站)ID，PLC接受到相应的工号点ID信号，进行内部信息处理，即会发送信号给到码垛机械手，码垛机械手抓取物料放到AGV小车上;码垛机械手动作完成，PLC收到信号会告知小车，小车进行下一步动作，为加工站输送工件。

　　3.2 打磨站待加工工件从仓库由 AGV 小车运送到打磨站——工号点 5，即打磨为整个加工产线中一部分加工内容，对工件按照生产产品规格进行加工打磨。工作流程：AGV小车通过磁性导引带及产线设定的工号点5的ID，把待加工的工件从搬运站输送到打磨站。AGV小车到达工号点5,小车会发送信号给PLC，PLC 收到信号，发送信号给到打磨机械手，打磨机械手抓取小车上的物料进行加工，加工完成后拿取物料放置到小车上;打磨机械手动作完成，PLC收到信号会告知小车，小车进行下一步动作，为另外加工站输送工件。

　　3.3 喷涂站打磨完成的工件由 AGV 小车从打磨站运送到喷涂站—— 工号点4，即喷涂为整个加工产线中另一部分加工内容，对打磨完善的工件按照生产产品需求的图案进行绘制及干化。工作流程：AGV小车通过磁性导引带及产线设定的工号点4站ID，把待加工的工件从打磨站输送到喷涂站。AGV小车到达工号点4,小车会发送信号给PLC，PLC收到信号，会发送信号给到喷涂机械手，喷涂机械手抓取AGV小车上物料进行喷涂，然后喷涂完成放置到AGV小车上;喷涂机械手动作完成，PLC收到信号会告知小车，小车进行下一步输送工件。

　　4 总结

　　本文研究运用了 S7-200 SMART PLC 控制技术及通信功能，衔接AGV小车辅助控制技术，有效地完成了整个产线自动化工作。工业机器人运作由PLC控制，PLC与AGV小车间互相接收、发送信号，构成整套产线的协调通信。PLC与AGV小车协调通信共同完成了对产品加工的任务过程，实现工业机器人自动产线高度的自动化控制。

　　参考文献

　　[1]马静,李宇.工业机器人自动装配生产线的研制[J].电子技术与软件工程,2017(8).

　　[2]陈小艳.工业机器人现场编程[M].北京:高等教育出版社,2018.

　　《基于PLC与AGV控制的工业机器人自动产线》来源：《轻工科技》，作者：王 厚 英 ， 李 福 武 ， 何 经 纬。