楊明

摘要：隨著我國工業(yè)的高速發(fā)展，各種先進的工業(yè)制造技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的應(yīng)用不斷增加。為了進一步提升工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，將員工從高強度的勞動環(huán)境中解放出來，有必要將工業(yè)機器人用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，建設(shè)各種機器人搬運站。為此，我將要在本文中對基于工業(yè)機器人的極板搬運工作站的設(shè)計與實現(xiàn)進行介紹，希望對促進我國工業(yè)的發(fā)展，可以起到有利的作用。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人;極板搬運;工作站

一、前言

隨著我國能源危機的不斷加劇，國家在新能源建設(shè)上投入了非常大的力量。蓄電池作為一種成熟的新技術(shù)，在工業(yè)和生活領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷增加。在電池極板的生產(chǎn)過程中，通常采用的人工搬運的方式，不僅工作效率低下，鉛粉污染還會對人們的生命健康造成非常嚴(yán)重的影響。為了有效解決這個問題，企業(yè)決定進行工業(yè)機器人搬運站建設(shè)利用機器人對各種極板進行搬運，這對實現(xiàn)蓄電池行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，可以發(fā)揮非常好的作用。

二、機器人搬運站的設(shè)計

當(dāng)前機器人在實際工業(yè)生產(chǎn)的過程中，其經(jīng)常會采用機器人工作站和機器人生產(chǎn)線整合集成應(yīng)用的方式。通過機器人搬運站的使用，能夠有效代替人力來進行貨物的搬運工作，有效提高對極板的搬運效率和質(zhì)量[1]。

機器人極板搬運站主要是由機器人、電池極板運輸機、極板架和控制系統(tǒng)所組成。機器人在運輸站中發(fā)揮著核心的作用，其負責(zé)對極板的搬運工作，輸送機負責(zé)對極板的輸送，然后由機器人負責(zé)對極板的抓取，將這些極板放置到指定的地點。機器人在實際運行的過程呢過中，會首先采用傳感器來接受各種信號，然后按照規(guī)劃的路徑，將極板輸送到合適的位置，末端執(zhí)行器負責(zé)對極板進行夾取，然后按照一定的軌跡，將極板運輸?shù)街付ǖ奈恢谩?/p>

工作站機器人的選型工作。在工作站實際選型的過程中，其應(yīng)該考慮如下的幾個指標(biāo)：1.自由度指標(biāo)。通過該指標(biāo)，能夠有效反映機器人的靈活程度，自由度越多，機器人的動作執(zhí)行也就更靈活，但機器人的價格也就越貴，需要根據(jù)實際生產(chǎn)需要來進行選擇。2.工作空間指標(biāo)。其主要指的是機器人的工作范圍，機器人末端執(zhí)行器可以達到的最大范圍，其工作空間越大，機器人的運動范圍也就越大。在對機器人的實際選擇過程中，應(yīng)該認(rèn)真考慮機器人運動的極限位置。3.機器人的承載能力。機器人的承載能力指的是其最大可以承受的負荷，這取決于負載的質(zhì)量、速度和加速度等，在實際選擇的過程中，需要根據(jù)機器人抓取物品的指廊進行選擇[2]。4.機器人的定位精度。其主要是指機器人在運動過程中的實際位置和理想位置之前的偏差，重復(fù)定位精度時考量一個機器人工作效果的重要方式，機器人重復(fù)到相同位置的偏差越小，其重復(fù)定位精度也就越高。

末端執(zhí)行器的設(shè)計。由于機器人抓取物品的形狀經(jīng)常差異很大，對機器人末端設(shè)計經(jīng)常會采用非標(biāo)設(shè)計的形式。末端執(zhí)行器是機器人的關(guān)鍵部件，其對提升機器人的工作能力，可以起到非常有利的作用，其可以分為電磁式、氣動式、機械式等，機械式主要分為回轉(zhuǎn)式和平移式。根據(jù)極板形狀和質(zhì)量的特點，我們最終選擇使用氣驅(qū)平移式的二指抓取機構(gòu)，其動作響應(yīng)非常靈活，可以抓取極板進行大范圍橫向運動。

電池極板運輸機。電池極板運輸機主要是由支架、輸送鏈、輸送槽、極板定位板等組成。在其實際工作的過程中，需要由三相異步電機帶動主軸進行運動，然后采用鏈?zhǔn)絺鲃訖C構(gòu)對電池極板進行運輸。

三、控制系統(tǒng)

機器人極板搬運熊的電氣控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)如下的幾個功能;1.對機器人進行試教編程，讓機器人實現(xiàn)自動化運行。2.末端執(zhí)行器通過傳感器信號的反饋，控制系統(tǒng)在對這些反饋信號記性處理之后，就可以驅(qū)動末端執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動器件，完成對極板的抓取。3.工業(yè)機器人通過PLC和人機界面，來完成各種參數(shù)的設(shè)置。4.對極板的搬運由工作站來完成。

極板搬運工作站的控制系統(tǒng)主要是由以下的部分所組成的：1.機器人的示教器、工作人員在對機器人的工作工藝流程進行詳細的查看之后，就可以對機器人的動作位姿、工作路徑、工作路徑、運動參數(shù)和工藝參數(shù)進行調(diào)試，按照相關(guān)任務(wù)的要求完成對機器人的編程示教工作。在整個程序的編制過程中，需要工作人員熟練操作機器人示教器，通過示教器的使用，來完成相關(guān)的編程工作。2.在機器人的控制系統(tǒng)當(dāng)中，最為核心的是機器人多軸控制平臺，其可以優(yōu)先實現(xiàn)對多軸機器人關(guān)節(jié)的伺服控制，使用專門的運動控制算法，保證機器人能夠按照預(yù)定軌跡進行運動，同時還設(shè)置了專門的總線控制和以太網(wǎng)控制端口，方便和外界進行有效的通信[3]。3.PLC控制柜是整個控制系統(tǒng)的核心。其負責(zé)對各種傳感器信號的接受工作，然后通過PLC核心的微處理器對這些數(shù)據(jù)進行處理，經(jīng)常相關(guān)算法的處理，得到運動決策，然后實現(xiàn)對機器人的運動控制。

控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計。在機器人的軟件控制當(dāng)中，都是圍繞PLC來開展的。根據(jù)搬運工作站的實際需要，采用示教器對機器人的運動軌跡進行有效的規(guī)劃，然后考慮機器人在搬運極板所需的運動學(xué)和動力學(xué)性能，以最舒服的姿勢來進行工作。在對機器人軌跡示教完成之后，可以根據(jù)機器人抓取執(zhí)行極板準(zhǔn)備、極板到位、進行抓取、機器人搬運極板到指定位置進行放置，然后重復(fù)以上過程，不斷完成極板搬運作業(yè)。

在整個系統(tǒng)開機之后，就需要按動初始化按鈕，讓搬運工作站按照先后的順序恢復(fù)到初始的位置，讓機器人處于準(zhǔn)備工作的狀態(tài)。通過機器人示教功能的應(yīng)用，對機器人運動軌跡進行優(yōu)化設(shè)置，并最終完成運動軌跡的編程。

自動運行。在按照操作界面的自動運行按鈕之后，機器人就可以按照設(shè)定的程度，自動循環(huán)完成對極板的搬運作業(yè)。監(jiān)控系統(tǒng)會對整個搬運過程進行監(jiān)視，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，并及時進行處理。

四、結(jié)語

隨著時代的不斷發(fā)展，對工業(yè)發(fā)展提出了更高的要求，應(yīng)該積極將工業(yè)機器人應(yīng)用到極板的搬運生產(chǎn)過程中，有效取代工作效率較低的人力操作，還能進一步確保搬運工作質(zhì)量。

參考文獻：

[1]王海霞，李志宏，吳清鋒.工業(yè)機器人在制造業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展[J].機電工程技術(shù)，2015（10）：22-23.

[2]王貴民，馬曉建，趙言正.蓄電池生產(chǎn)線極板上料裝置[J].輕工機械，2014（03）：33-34.

[3]王田苗，陶永.我國工業(yè)機器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J].機械工程學(xué)報，2014（09）：55-56.