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摘要:基于工作的实践经验,从控制系统原理、系统硬件设计、系统软件设计,阐述工业自动化生产线中机器人结构的设计,PLC生产线集成控制系统的设计。
关键词:工业自动化,生产线,机器人,集成控制。
0 引言
工业自动化生产线需要朝着集成化和智能化方向发展。从实际工业自动化生产线角度来说,应用到的机器人系统很多,如ABB RIB-4600型机器人等。为了保证工业自动化生产线中机器人及PLC的集成控制效果,相关工作人员需要对整个生产线集成控制内容进行研究,避免出现更多新问题。
1 工业自动化生产线
基于以往的工作经验可以了解到,在对工件进行自动化加工时,涉及多道作业工序。而且在生产线应用企业,需要用到的装置有数控车床、机器人、原料仓以及输送机构等。在具体的生产过程中,每道工序处都会安排一台工业机器人,在工作中,机器人会从原料库或流水线上将待加工件转移到车床上,经过多道工序处理后,得到所需工件。完成制作的工件还需要进行质量校核,满足要求后才可以作为成品移送到成品库中进行保存。
2 机器人结构设计
2.1 升降结构设计
实际机器人升降结构设计操作执行上,相关工作人员需要意识到升降结构的重要性,在自动化生产过程中,机器人的运动都是沿着垂直和水平方向进行,这也是确保不同生产线任务能够顺利进行的基础条件。而且在工作过程中,机器人还需要具备精准度较高的定位功能,这也是进行紧密加工的基础条件。从升降结构的运动情况来看,辅助其顺利完成垂直运动的结构包括气压缸、活塞缸、活塞等。在气缸位于被放置的状态时,形式上以竖直形式为主,工作人员可以将气缸端固定在机器人手臂上,以确保机器手臂可以根据指令顺利完成提升或下降的操作。而且在驱动装置工作过程中,也需要其带动活塞及活塞杆进行带动,而且在驱动装置设计上,机器人自身也能实现工件的加工和装配。同时在机器进行升降运动时,还可以利用活塞杆将压缩空气推送到气缸中,利用气体来推动活塞,保证机器人能够顺利完成机械臂的提升操作,而机械臂需要沿垂直方向向下运动时,此时活塞杆会将压缩空气从气缸内推送到缸体中,此时缸体在内部压力下降的情况下开始下降,从而带动机械臂完成下降这一指令。
2.2 旋转结构设计
实际机器人运行时,旋转动作显得尤为重要,为此,人们需要对机器人旋转机构进行全面设计。从系统组成情况进行分析,旋转机构属于重要构成内容,这也是确保机器人可以顺利完成水平活动的基础条件。在具体的设计过程中,也需要对系统内齿轮和齿条的关系进行梳理,将两者运动过程中产生的力矩作为驱动机器人旋转的动力。同时在旋转结构的设计过程中,也需要做好轴连接处理,利用轴作为力矩的传递媒介,搭配大气缸、齿轮以及小气缸、活塞头等结构,满足机器人旋转要求。
2.3 手抓结构设计
实际机器人结构设计过程中,也需要做好手抓结构的设计工作,这也是机器人顺利完成自动化生产的基础保障。手抓结构在工作期间,主要任务是执行松开和抓紧两个指令,系统的顺利运行需要借助换向阀来完成。在系统开始工作之后,压缩空气会借助杆直接推送到系统当中,最后进入到储气罐之中,并通过换向阀作用,进入到两个夹持气缸右腔之中,保证活塞杆能够向左移动,实现重物夹紧操作。在系统下达松开指令时,此时系统内积聚的气体也会通过换向阀排放到外界,顺利完成工件松开操作。抓紧和松开力度,也会通过气体积聚量来
完成,确保被抓取件的完整性。
需要注意的是,机器人在执行转动操作时,除了借助换向阀来调整气体存量外,还需要利用轴结构、齿轮来辅助结构转动。而系统也能实现换向阀通电操作,通电之后,会将压缩空气传输到储气罐之中,之后利用转向阀,将空气转移到气缸左腔,之后带动活塞向右运动,此种情况之下,齿条也能带动齿轮和转动轴,确保机器人在完成手抓指令的同时,还可以完成转动操作,满足系统运行的基础要求。
3 PLC生产线集成控制系统设计
3.1 控制系统原理
实际工业化自动生产线机器人和PLC系统生产线控制设计时,核心控制器为PLC,实际PLC控制系统设计过程中,工作人员需要对操作面板内容进行优化,使其可以全面展示系统各部位目前的工作状态。借助系统进行统筹控制时,利用传感器反馈数据来评估工作状态的稳定性,对于异常数据对应内容进行及时处理,让系统处于良好运行状态之下,维护油压机以及自动上料装置等的合理控制[3-9]。
3.2 系统硬件设计
实际系统硬件设计工作的开展,相关工作人员需要对I/O点数进行合理化确认,强化各类按钮内容的合规性,具体应用中,各个按钮功能需要根据实际情况来进行操作,基于以往经验,具体分类如下:①自动上料装置检测;②机器人准备工作和放料工作开展;③油压机准备完善、油压机工作完成;④机器人准备完成、机器人放料完成;⑤油压机准备和工作完成;⑥机器人准备和放料工作完成;第⑦油压机物料检测工作完成。在7个输出控制按钮操作过程中,各个按钮功能也存在明显不同性,如自动上料装置运行、机器人运行、油压机运行等。对于PLC硬件通信连接来说,PLC本身具备以太网通信模块,在实际应用时,能够与PC实现直接连接,通过PC上的STEP7进行相关设计之后,便可以将最佳通信效果展示出来。如果PLC自身不具备以太网模块,工作人员可以借助于其他模块,做到以太网通信转化操作,该类模块在研究过程中,能够呈现出较强的针对性特点,为后续软件开发同样能够起到良好的帮助作用。
3.3 系统软件设计
实际系统软件设计工作执行上,可以从以下两方面着手,避免整体设计效果受到影响。①需要控制机器人的动作,该功能也是PLC控制系统应用时的主要功能需求内容。一般来说,机器人动作主要依靠的是气缸驱动,运行时,工作人员需要控制好气缸,并与电磁阀控制形成配合,满足各项功能需求。当下降电磁阀通电之后,机器人也会处于下降状态,断电之后,能够让机器人停止运行。当上升电磁阀通电后,能够让机器人处于上升状态,断电后,机器人也会停止运行,两者的设计原理基本类似。②自动控制系统。实际系统运行时,当壳盖到位后,机器人能够直接启动,促使机器人进入到运动状态。启动前,工作人员还要对机器人初始位置进行确认,为后续工作的开展创造良好条件[10]。
4 结语
目前,基于从业自动化生产线对机器人与PLC集成控制系统研究,可以对强化工业自动化生产线效率起到积极的促进作用。从实际机器人和PLC控制系统应用上也能够能看出,需要对自动化生产工序有一个全方位了解,明确机器人在生产线上的重要作用所在,便于PLC控制系统对其进行精准控制。
参考文献
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