王富春

摘 要：隨著我國(guó)制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)過(guò)程，工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)今生產(chǎn)企業(yè)中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位。工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)生產(chǎn)線組建技術(shù)是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的核心技術(shù)，通過(guò)對(duì)工業(yè)機(jī)器人IO端口的研究，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線組建設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；端口；PLC

隨著我國(guó)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，在生產(chǎn)過(guò)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(yán)峻問(wèn)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(jī)器人應(yīng)用于生產(chǎn)中作為解決上述問(wèn)題的首選，以此提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和自動(dòng)化水平。

1 工業(yè)機(jī)器人的組成

工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3～6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，其中腕部通常有1～3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào)，并進(jìn)行控制。

2 工業(yè)機(jī)器人的控制設(shè)計(jì)

工業(yè)機(jī)器人在工廠中的應(yīng)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(jī)器人在某工位上完成的任務(wù)是固定的。對(duì)工業(yè)機(jī)器人的控制是建立在對(duì)該機(jī)器人所在工位需完成的任務(wù)進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上的。以某款汽車的車架為對(duì)象，采用工業(yè)機(jī)器人對(duì)其進(jìn)行焊接所需要進(jìn)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(diǎn)以及焊縫數(shù)量，然后結(jié)合機(jī)器人的工作特點(diǎn)以及工作范圍，對(duì)車架上的焊點(diǎn)、焊縫進(jìn)行歸類，從而得出該車架所需采用的工位數(shù)以及機(jī)器人數(shù)量。

（2）在分析工業(yè)機(jī)器人焊接工藝基礎(chǔ)上，利用工業(yè)機(jī)器人廠商所提供的編程語(yǔ)言進(jìn)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(jìn)行離線編程。示教器直接編程是根據(jù)機(jī)器人所需走的路徑選擇相應(yīng)的編程語(yǔ)句，并在手動(dòng)方式下移動(dòng)機(jī)器人到目標(biāo)點(diǎn)，記錄下該點(diǎn)，依此一步步完成機(jī)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(jì)算機(jī)中完成，該種方法需要對(duì)焊接對(duì)象進(jìn)行建模，并在獲得確定的機(jī)器人與工件的相對(duì)位移情況下，規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的工作路徑，程序由軟件自動(dòng)生成。

（3）程序編寫完成后對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)證，直至機(jī)器人的運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到預(yù)計(jì)目標(biāo)。

3 工業(yè)機(jī)器人的組建生產(chǎn)線技術(shù)

在以上的工業(yè)機(jī)器人控制方法中，所完成的僅僅是一臺(tái)獨(dú)立機(jī)器人進(jìn)行工作的控制，但是在工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)任務(wù)往往是需要幾臺(tái)甚至更多的工業(yè)機(jī)器人分工位分任務(wù)的完成，并且，工業(yè)機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人之間存在著協(xié)同工作。將兩臺(tái)以及更多的工業(yè)機(jī)器人連接起來(lái)組成自動(dòng)生產(chǎn)線進(jìn)行協(xié)同工作，我們稱之為組線技術(shù)，最常見(jiàn)的生產(chǎn)線組建方法是通過(guò)端口連接控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。

每一種工業(yè)機(jī)器人都會(huì)配備相應(yīng)的輸入輸出模塊，通過(guò)輸入輸出模塊就能實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與外部設(shè)備的連接。ABB工業(yè)機(jī)器人通常在標(biāo)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(shí)際需求在系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)置為信號(hào)連接、系統(tǒng)輸入以及系統(tǒng)輸出。通過(guò)該模塊與PLC連接，實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)整套生產(chǎn)線的協(xié)調(diào)控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于工業(yè)機(jī)器人的IO端口，通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與外圍設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)控制，完成基于工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)生產(chǎn)線控制架構(gòu)設(shè)計(jì)，該控制架構(gòu)對(duì)相關(guān)的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)線組建控制具有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]陳長(zhǎng).PLC在汽車工業(yè)上的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2013（10）.

[2]陳其忠.基于軟PLC技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人I/O控制研究[J].機(jī)床自動(dòng)化，2013（12）.

[3]葉暉，管小清.工業(yè)機(jī)器人實(shí)操與應(yīng)用技巧[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.