基于工業(yè)機器人的自動生產(chǎn)線組建技術研究

王富春

摘 要：隨著我國制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級過程，工業(yè)機器人在現(xiàn)今生產(chǎn)企業(yè)中占據(jù)著越來越重要的地位。工業(yè)機器人的自動生產(chǎn)線組建技術是工業(yè)機器人應用的核心技術，通過對工業(yè)機器人IO端口的研究，實現(xiàn)工業(yè)機器人的生產(chǎn)線組建設計。

關鍵詞：工業(yè)機器人；端口；PLC

隨著我國工業(yè)大規(guī)模的崛起，人力成本的日益增高，在日益激烈的市場競爭中，在生產(chǎn)過程中不斷提高其生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、有效地控制產(chǎn)品質(zhì)量是目前各制造企業(yè)發(fā)展面臨的嚴峻問題。在現(xiàn)代信息化工業(yè)背景下，各大工業(yè)廠商特別是汽車生產(chǎn)商將工業(yè)機器人應用于生產(chǎn)中作為解決上述問題的首選，以此提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和自動化水平。

1 工業(yè)機器人的組成

工業(yè)機器人由主體、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。主體即機座和執(zhí)行機構，包括臂部、腕部和手部，有的機器人還有行走機構。大多數(shù)工業(yè)機器人有3～6個運動自由度，其中腕部通常有1～3個運動自由度；驅(qū)動系統(tǒng)包括動力裝置和傳動機構，用以使執(zhí)行機構產(chǎn)生相應的動作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機構發(fā)出指令信號，并進行控制。

2 工業(yè)機器人的控制設計

工業(yè)機器人在工廠中的應用幾乎都是取代原有流水線工位上的操作工，完成該工位所需要執(zhí)行的工序，由此，一般工業(yè)機器人在某工位上完成的任務是固定的。對工業(yè)機器人的控制是建立在對該機器人所在工位需完成的任務進行工藝分析的基礎上的。以某款汽車的車架為對象，采用工業(yè)機器人對其進行焊接所需要進行的工作為：

（1）分析該車架的焊接工藝，根據(jù)焊接工藝總結(jié)需要完成的焊點以及焊縫數(shù)量，然后結(jié)合機器人的工作特點以及工作范圍，對車架上的焊點、焊縫進行歸類，從而得出該車架所需采用的工位數(shù)以及機器人數(shù)量。

（2）在分析工業(yè)機器人焊接工藝基礎上，利用工業(yè)機器人廠商所提供的編程語言進行編程。通常的編程方法有兩種，一種為使用示教器直接編程，另一種為采用廠商提供的離線編程軟件進行離線編程。示教器直接編程是根據(jù)機器人所需走的路徑選擇相應的編程語句，并在手動方式下移動機器人到目標點，記錄下該點，依此一步步完成機器人所有路徑的編程記錄。離線編程是在裝有離線編程軟件的計算機中完成，該種方法需要對焊接對象進行建模，并在獲得確定的機器人與工件的相對位移情況下，規(guī)劃機器人的工作路徑，程序由軟件自動生成。

（3）程序編寫完成后對工業(yè)機器人進行調(diào)試驗證，直至機器人的運轉(zhuǎn)達到預計目標。

3 工業(yè)機器人的組建生產(chǎn)線技術

在以上的工業(yè)機器人控制方法中，所完成的僅僅是一臺獨立機器人進行工作的控制，但是在工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)任務往往是需要幾臺甚至更多的工業(yè)機器人分工位分任務的完成，并且，工業(yè)機器人與工業(yè)機器人之間存在著協(xié)同工作。將兩臺以及更多的工業(yè)機器人連接起來組成自動生產(chǎn)線進行協(xié)同工作，我們稱之為組線技術，最常見的生產(chǎn)線組建方法是通過端口連接控制來實現(xiàn)。

每一種工業(yè)機器人都會配備相應的輸入輸出模塊，通過輸入輸出模塊就能實現(xiàn)機器人與外部設備的連接。ABB工業(yè)機器人通常在標配中提供輸入輸出模塊DSQC651，該模塊具有8路輸入、8路輸出以及兩路模擬量輸出端口，每一路端口可以根據(jù)實際需求在系統(tǒng)中進行設置為信號連接、系統(tǒng)輸入以及系統(tǒng)輸出。通過該模塊與PLC連接，實現(xiàn)PLC對整套生產(chǎn)線的協(xié)調(diào)控制。

4 結(jié)束語

基于工業(yè)機器人的IO端口，通過PLC實現(xiàn)工業(yè)機器人與外圍設備、工業(yè)機器人與工業(yè)機器人之間的協(xié)調(diào)控制，完成基于工業(yè)機器人的自動生產(chǎn)線控制架構設計，該控制架構對相關的工業(yè)機器人生產(chǎn)線組建控制具有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1]陳長.PLC在汽車工業(yè)上的應用[J].價值工程，2013（10）.

[2]陳其忠.基于軟PLC技術的工業(yè)機器人I/O控制研究[J].機床自動化，2013（12）.

[3]葉暉，管小清.工業(yè)機器人實操與應用技巧[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.