梁淘

摘 要：在本篇文章中，主要從人工打磨不銹鋼抽油煙機(jī)的實(shí)際操作情況入手，在了解不銹鋼打磨要點(diǎn)的基礎(chǔ)上將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、PLC控制以及力反饋技術(shù)相互歸納到一起，借助氣動(dòng)執(zhí)行元件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)而達(dá)到基于機(jī)器人自適應(yīng)不銹鋼抽油煙機(jī)打磨系統(tǒng)的開發(fā)目標(biāo)。從該項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行情況來看，其具備較高的優(yōu)勢，本身不僅適合引進(jìn)于各種各樣的不銹鋼抽油機(jī)產(chǎn)品中，同時(shí)還能夠有效的提升生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品的合格性。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;不銹鋼抽油煙機(jī)自適應(yīng)打磨系統(tǒng);開發(fā)情況

在生產(chǎn)制作環(huán)節(jié)中，打磨加工是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)由于性能良好，因此被廣泛引進(jìn)到了不銹鋼以及陶瓷等產(chǎn)品制作中，其和產(chǎn)品加工成本以及質(zhì)量有著直接的聯(lián)系。長時(shí)間以來，對不銹鋼抽油煙機(jī)外殼進(jìn)行拋光打磨的時(shí)候，通常是使用以往單一的手工方式，當(dāng)使用這種方式進(jìn)行打磨的時(shí)候，打磨頭受損現(xiàn)象比較的明顯，操作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)工件對打磨方向加以調(diào)整，以此提升打磨的效果。不過，此項(xiàng)傳統(tǒng)方式存在的缺陷較多，工作效率低，無法確保人員的安全性。所以，就需要摒棄以往的人工打磨方式，引進(jìn)新型且安全的打磨方式來實(shí)施工作。把工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和打磨工藝相互結(jié)合到一起，對于工業(yè)領(lǐng)域良好運(yùn)行有著積極的作用。

1、對于打磨系統(tǒng)整體方案的規(guī)劃

1.1打磨系統(tǒng)基本操作原理

現(xiàn)階段，為了補(bǔ)償打磨頭受損現(xiàn)象，機(jī)器人需要完成復(fù)雜的軌跡，進(jìn)行編程控制的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)使用復(fù)雜的算法，不過，從實(shí)際情況來看，此種解決方式具有一定的被動(dòng)性特征，其本身并不是按照打磨頭的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?，這樣一來，就會(huì)使得打磨效果和質(zhì)量受到影響。

要想解決以上出現(xiàn)的情況，在本文中，主要研制出了工業(yè)機(jī)器人加自適應(yīng)氣動(dòng)打磨頭的新型打磨系統(tǒng)，這一系統(tǒng)并非是單純的依靠機(jī)器人本身進(jìn)行補(bǔ)償磨損。系統(tǒng)具備良好的柔性和靈活性。

工業(yè)機(jī)器人和PLC主要是實(shí)施通信，按照打磨運(yùn)行軌跡來調(diào)整PLC的打磨壓力、速度以及參數(shù)等，通過對其進(jìn)行全面的控制，獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。補(bǔ)償打磨頭磨損的恒壓氣缸可以自動(dòng)化的進(jìn)行補(bǔ)償，其能夠有效加深打磨頭和工件之間的接觸，增強(qiáng)打磨壓力的準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，對于相關(guān)的系統(tǒng)來講，還可以借助打磨行走曲線和比例流量閥對氣體流程進(jìn)行調(diào)整，智能化控制打磨效率，從而發(fā)揮出不銹鋼抽油煙機(jī)的打磨效果。

1.2打磨系統(tǒng)方案的落實(shí)

當(dāng)前，整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含了多個(gè)環(huán)節(jié)，分別是機(jī)器人、電氣控制系統(tǒng)、輔助裝置以及末端執(zhí)行裝置。將恒壓氣缸安裝于機(jī)器人和工件之間的第六軸末端，然后在恒壓氣缸活塞桿端部安裝打磨頭，通過合理的控制恒壓氣缸活塞桿壓力達(dá)到打磨壓力恒定的目的。將抽油煙機(jī)放置于變位機(jī)工裝之后，工作人員需要開啟系統(tǒng)，機(jī)器人負(fù)責(zé)打磨工作。從運(yùn)行情況來看，此種方式產(chǎn)生的效果良好，既可以有效緩解人員的工作壓力，同時(shí)還能夠加快工作進(jìn)度。

2、對于氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含了兩點(diǎn)，分別是恒壓控制氣動(dòng)回路以及打磨轉(zhuǎn)速控制氣動(dòng)回路。具體操作原理如下所示：

屬于恒壓控制氣動(dòng)回路。當(dāng)前，根據(jù)電氣比例閥和單向節(jié)流閥，將壓縮空氣運(yùn)輸?shù)胶銐簹飧變?nèi)，電氣比例閥負(fù)責(zé)調(diào)整氣體的壓力，使其保持合理性，而單向節(jié)流閥則是調(diào)整氣體內(nèi)部的運(yùn)轉(zhuǎn)流量，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)控制氣缸活塞推力的目的。補(bǔ)償打磨頭磨損中的恒壓氣缸，本身能夠自動(dòng)化開展補(bǔ)償工作，其既可以提升打磨頭的精準(zhǔn)性，緩解打磨壓力，同時(shí)還能夠加深打磨頭和工件之間的結(jié)合性。當(dāng)對設(shè)備進(jìn)行調(diào)整測試的時(shí)候，可以應(yīng)用開關(guān)按鈕進(jìn)行，如此一來便于對恒壓氣缸伸出或者是收縮現(xiàn)象進(jìn)行有效的控制。

打磨轉(zhuǎn)速控制氣動(dòng)回路。在切換斷電情況的同時(shí)對打磨頭啟停進(jìn)行控制，然后對打磨頭上磨削盤的切削速度進(jìn)行有效的調(diào)整。

3、設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)

當(dāng)前，對打磨裝置展開機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，然后制定標(biāo)準(zhǔn)圖紙。

從功能來看，自適應(yīng)打磨裝置的一端需要固定于機(jī)器人第六軸，將氣缸安裝于裝置中，而氣缸活塞桿端部則是使用法蘭對打磨頭和傳感器進(jìn)行安裝，依靠氣缸活塞桿壓力達(dá)到打磨壓力恒定的目的。

自適應(yīng)打磨裝置組成結(jié)構(gòu)相對而言比較的復(fù)雜化，分別是氣動(dòng)打磨頭、力傳感器、后法蘭盤、橡膠保護(hù)套以及恒壓氣缸等。首先，氣動(dòng)打磨頭將氣動(dòng)馬達(dá)和打磨盤相互結(jié)合到一起，后法蘭盤完成固定工作，與此同時(shí)，還需要將傳感器安裝于后法蘭盤中，這樣做的目的是對打磨壓力進(jìn)行有效的檢驗(yàn)。恒壓氣缸屬于一項(xiàng)重要的設(shè)施，加大對其的控制力度能夠確保打磨橫壓力的合理性。

4、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況

打磨系統(tǒng)的電氣控制包含了PLC以及人機(jī)交互多個(gè)方面。以PLC為控制要點(diǎn)，人機(jī)界面和通信是系統(tǒng)交互的重要組成部分，而模擬量輸出模塊是系統(tǒng)輸出的主要部分。

4.1數(shù)字化電路設(shè)計(jì)

數(shù)字量電路具備一定的復(fù)雜性，其本身是由傳感器和按鈕相互組合形成，而控制指示燈和電磁閥則組合形成了數(shù)字量輸出接口。

4.2模擬量電路設(shè)計(jì)

模擬量電路包含了模擬量輸出以及模擬量輸入兩個(gè)方面。電路結(jié)構(gòu)如下所示：

左側(cè)是模擬量的主要輸出部門，其通常是輸出打磨壓力值以及打磨轉(zhuǎn)速值。安裝在后法蘭盤打磨頭中間的力傳感器檢測打磨壓力。其和SM332中的CH1和2輸出相互組成了閉環(huán)。此項(xiàng)值屬于一項(xiàng)電壓值，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換交由PLC展開處理，它可以為PLC對打磨壓力進(jìn)行有效控制提供有利的依據(jù)。流量傳感器和粉塵濃度檢測傳感器，主要是對打磨轉(zhuǎn)速情況和周圍環(huán)境進(jìn)行全面的監(jiān)督和測試。

右側(cè)是模擬量輸出部分，主要涉及到氣動(dòng)打磨頭的驅(qū)動(dòng)輸出和恒壓氣缸的驅(qū)動(dòng)輸出。CH1和CH2相互連接到一起，形成比例閥，PLC按照力傳感器中的值進(jìn)行傳輸，然后控制打磨壓力。CH3是根據(jù)流量閥來進(jìn)行輸出，以此控制打磨轉(zhuǎn)速情況。

5、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

5.1OB1主程序設(shè)計(jì)

其實(shí)主程序主要是對參數(shù)的初始化、和機(jī)器人的通信以及整項(xiàng)打磨過程進(jìn)行有效控制的。

首先，PLC借助總線和機(jī)器人進(jìn)行通信，掌握打磨頭內(nèi)的基本參數(shù)。假設(shè)存在著檢測工件不合理現(xiàn)象，就需要耐心的進(jìn)行等待。在符合要求之后，則是按照機(jī)器人傳來的數(shù)據(jù)實(shí)施打磨工作。由于打磨軌跡不一樣，因此，機(jī)器人傳輸?shù)膮?shù)也是不一樣的，針對于此種現(xiàn)象，必須有效的進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，直到符合要求為止。

5.2FB41系統(tǒng)功能塊設(shè)計(jì)

FB41屬于PID運(yùn)算功能塊，其通常是對打磨頭進(jìn)行有效的調(diào)整，在恒壓氣缸自身的推力呈現(xiàn)出下降現(xiàn)象之后，可以根據(jù)下降的實(shí)際情況進(jìn)行控制。

5.3ABB機(jī)器人編程

在該項(xiàng)環(huán)節(jié)中，主要應(yīng)用RobotWare軟件，它是ABB提供的機(jī)器人應(yīng)用軟件。程序的基本工作內(nèi)容是對PLC進(jìn)行初始化，和PLC進(jìn)行通信，在滿足打磨壓力和轉(zhuǎn)速要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)編程流程實(shí)施相應(yīng)的打磨工作。

6、結(jié)語：

本文通過引進(jìn)PLC控制技術(shù)、總線通信技術(shù)以及機(jī)器人編程等對抽油煙機(jī)進(jìn)行打磨，其既可以緩解工作人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)還能夠保障產(chǎn)品質(zhì)量。所以，將該項(xiàng)工藝應(yīng)用于抽油煙機(jī)打磨工作中是很有必要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]翁文武.基于激光掃描和工業(yè)機(jī)器人的不銹鋼保溫杯自動(dòng)焊接[J].輕工機(jī)械，2018，36（05）：73-76+81.

[2]甄久軍，席國強(qiáng)，楊戰(zhàn)民，王曉勇.基于工業(yè)機(jī)器人的不銹鋼抽油煙機(jī)自適應(yīng)打磨系統(tǒng)的開發(fā)[J].機(jī)床與液壓，2017，45（21）：7-11.

[3]陳丕立，梁為棟，王勇杰，梁偉軍.基于工業(yè)機(jī)器人的不銹鋼復(fù)合底鍋壓力焊自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程技術(shù)，2017，46（08）：87-90+142.