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      PLC控制在工業(yè)機器人組裝系統(tǒng)中的應(yīng)用

      2019-05-21 04:52吳瑩劉佳陸
      中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2019年4期
      關(guān)鍵詞:PLC控制工業(yè)機器人

      吳瑩 劉佳陸

      摘 要:工業(yè)是國家發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè),現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)實現(xiàn)了機械、電子、控制等領(lǐng)域的完美結(jié)合,形成機械、電子、電氣、自動化控制為一體的復(fù)雜工業(yè)體系?,F(xiàn)今我國提出了“智能制造2025”發(fā)展戰(zhàn)略,通過將信息化技術(shù)、智能化技術(shù)等技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域中,實現(xiàn)我國工業(yè)制造的跨越性轉(zhuǎn)型升級,由“世界工廠”向掌握核心技術(shù)的“工業(yè)制造”強國邁進(jìn)。工業(yè)機器人作為智能工業(yè)制造中的重要一環(huán)需要積極做好研發(fā)與應(yīng)用,該文在分析工業(yè)機器人特點的基礎(chǔ)上對PLC在工業(yè)機器人中的應(yīng)用進(jìn)行了分析闡述。

      關(guān)鍵詞:工業(yè)機器人;PLC控制;組裝系統(tǒng)

      中圖分類號:TP242 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

      0 前言

      工業(yè)機器人是我國實現(xiàn)“智能制造”戰(zhàn)略的重要一環(huán),基于PLC控制的工業(yè)機器人系統(tǒng)可以將個體工業(yè)機器人通過PLC通信網(wǎng)絡(luò)連接在一起,對工業(yè)機器人進(jìn)行系統(tǒng)性的控制,從而使多個工業(yè)機器人能夠協(xié)調(diào)作業(yè),形成自動化的生產(chǎn)線,提高工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。現(xiàn)今需要積極加強工業(yè)機器人的研究與應(yīng)用,尤其是要加強工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用,提高工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的自動化與智能化水平。

      1 PLC控制工業(yè)機器人系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

      工業(yè)機器人在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景,且現(xiàn)今工業(yè)機器人已經(jīng)在工業(yè)自動化(生產(chǎn)流水線)中得到了良好的應(yīng)用。工業(yè)機器人通過應(yīng)用PLC進(jìn)行自動化控制,借助于PLC強大的計算能力和良好的抗干擾能力,保證了工業(yè)機器人的穩(wěn)定、高效地運行。工業(yè)機器人運行過程中PLC接收上位機所傳遞的控制信息,完成對于工業(yè)機器人中的私服電機、視頻識別、位置以及運行狀態(tài)監(jiān)控等工業(yè)機器人運行過程中的各個信息的收集與處理,從而使工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線的柔性特性得到較為明顯地提高。

      工業(yè)機器人控制系統(tǒng)運行過程中需要從初始位置出發(fā),使機械臂水平移動操縱機械爪(機械手)沿著右側(cè)軌跡移動,實現(xiàn)對于工業(yè)機器人的移動控制。工業(yè)機器人需要借助大量分布的精密傳感器完成對工業(yè)機器人的位置測量,從而使工業(yè)機器人形成控制→動作→測量為一體的完整控制系統(tǒng)。工業(yè)機器人運行流程圖如圖1所示。

      2 應(yīng)用于組裝工業(yè)機器人控制的PLC控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成

      2.1 硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計

      工業(yè)機器人主要由機械、電氣、驅(qū)動、控制和測量等幾大部分組成,以基于PLC控制的四軸工業(yè)機器人組裝系統(tǒng)為例,工業(yè)機器人中包括四軸工業(yè)機器人、PLC控制器、電氣控制系統(tǒng)以及氣缸等部分。應(yīng)用于組裝工業(yè)機器人控制的PLC控制系統(tǒng),將以PLC為計算控制核心,加裝I/O模塊以及以太網(wǎng)模塊,完成對于工業(yè)機器人運行狀態(tài)的收集以及與上位機的組網(wǎng)。

      2.2 工業(yè)機器人組裝系統(tǒng)作業(yè)流程

      工業(yè)機器人組裝系統(tǒng)主要完成對于貨物的裝配作業(yè),為滿足這一要求,工業(yè)機器人需要完成對于工件的抓取、搬運以及精細(xì)裝配等作業(yè),過程繁雜,因此對于工業(yè)機器人組裝流水線的控制系統(tǒng)要求較高,PLC具有良好的抗干擾性能、穩(wěn)定性以及強大的信息處理能力,因此選用PLC作為控制核心。工業(yè)機器人對于工件的抓取、搬運等動作主要依靠氣缸作為動力源,PLC通過控制電磁閥的啟閉,來控制氣缸的前后移動,控制工業(yè)機器人機械臂與機械爪的動作。此外,在工業(yè)機器人裝配控制系統(tǒng)中還配備了視覺系統(tǒng),依托視覺系統(tǒng)完成對工業(yè)機器人作業(yè)流程的監(jiān)控與產(chǎn)品檢測。工業(yè)機器人裝配流水線需要多臺工業(yè)機器人協(xié)同運作來完成工件的裝配作業(yè),通過工業(yè)機器人控制核心PLC所具有的以太網(wǎng)模塊將工業(yè)機器人裝配流水線的多臺工業(yè)機器人與上位機聯(lián)系在一起,形成一個良好的控制網(wǎng)絡(luò),確保工業(yè)機器人流水線安全、高效運行。

      3 做好工業(yè)機器人組裝系統(tǒng)的軟件設(shè)計

      工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜其運動涉及復(fù)雜的空間動作,為控制工業(yè)機器人高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行動作,需要對工業(yè)機器人的運行狀態(tài)進(jìn)行全方位的監(jiān)控。以PLC作為工業(yè)機器人控制的核心,在PLC的選型上,首先需要結(jié)合工業(yè)機器人組裝系統(tǒng)控制中所需要的控制點來確定PLC的型號。以某工業(yè)機器人組裝系統(tǒng)為例,組裝系統(tǒng)中的工業(yè)機器人有40個控制點,因此在PLC的選型中將選用具有48點的PLC,留有一部分冗余接口作為備用接口,根據(jù)實際需求設(shè)置I/O端口和硬件接線,用以將組裝系統(tǒng)中的工業(yè)機器人的各控制點與PLC進(jìn)行良好的連接。此外,在對組裝系統(tǒng)中的工業(yè)機器人的線路進(jìn)行連接時,需要解決組裝系統(tǒng)中的工業(yè)機器人的PLC、觸摸屏以及視覺系統(tǒng)的組網(wǎng)問題,通過使用以太網(wǎng)對組裝系統(tǒng)中的工業(yè)機器人控制部件進(jìn)行相互連接與組網(wǎng)通信,實現(xiàn)上述部分的信息交換。在編寫組裝系統(tǒng)中的工業(yè)機器人的PLC控制程序時,需要注意PLC與組裝系統(tǒng)中的工業(yè)機器人之間的信息交換,合理地設(shè)置PLC的通信地址,避免因通信地址設(shè)置不當(dāng)而發(fā)生PLC無法控制組裝系統(tǒng)中的工業(yè)機器人的情況。編制的PLC控制程序中需要注意加裝安全保護(hù)冗余程序,用以確保組裝系統(tǒng)中的工業(yè)機器人能夠安全運行。組裝系統(tǒng)中的工業(yè)機器人所應(yīng)用的PLC程序是根據(jù)過程編寫的,組裝系統(tǒng)中的工業(yè)機器人運行過程中主要分為自動和手動2種工作模式,在對整個程序進(jìn)行設(shè)計時,需要對組裝系統(tǒng)中的工業(yè)機器人運行過程中遭遇的各種情況進(jìn)行充分的考慮,并注意加入相應(yīng)的安全保護(hù)程序保障組裝系統(tǒng)中的工業(yè)機器人安全運行。組裝系統(tǒng)中的工業(yè)機器人控制系統(tǒng)在運行之初需要進(jìn)行初始化管理,避免組裝系統(tǒng)中的工業(yè)機器人受到上一次工作的影響而誤動。

      4 結(jié)語

      工業(yè)機器人在工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域中應(yīng)用較多也較為廣泛。隨著時代的發(fā)展以及科技的進(jìn)步,工業(yè)機器人借助于快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)能夠在工業(yè)生產(chǎn)制造中發(fā)揮出更多、更大的作用。該文在分析工業(yè)機器人特點的基礎(chǔ)上對某工業(yè)機器人組裝系統(tǒng)進(jìn)行了分析介紹,并就如何做好工業(yè)機器人組裝系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行了分析介紹。

      參考文獻(xiàn)

      [1]王生發(fā),張紅兵.VB下的PLC通訊在工業(yè)機器人監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].甘肅科技,2002,18(1):55-56.

      [2]王生發(fā),潘敏.VB下PLC與PC的通信在工業(yè)機器人監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機電工程,2001, 18(6):35-37.

      [3]張豐華,韓寶玲,羅慶生,等.基于PLC的新型工業(yè)碼垛機器人控制系統(tǒng)設(shè)計[J].計算機測量與控制,2009,17(11):2191-2193,2196.

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