桁架機(jī)器人在汽車(chē)座椅安裝生產(chǎn)線中的應(yīng)用

于鵬

摘要：本文介紹一種簡(jiǎn)單桁架機(jī)器人的應(yīng)用。汽車(chē)總裝生產(chǎn)線使用機(jī)器人來(lái)搬運(yùn)沉重座椅，不僅減少了勞動(dòng)力，而且操作方便，定位精度高。座椅機(jī)器人可以根據(jù)座椅的大小、傳輸?shù)倪h(yuǎn)近、擺放的角度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。

關(guān)鍵詞：桁架機(jī)器人；伺服電機(jī)；PLC

中圖分類(lèi)號(hào)：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）02-0002-01

柔性化生產(chǎn)在現(xiàn)代化生產(chǎn)線中的使用的越來(lái)越廣泛。自動(dòng)化生產(chǎn)線已經(jīng)成為今后制造工廠的一個(gè)必然趨勢(shì)。機(jī)器人的應(yīng)用將人類(lèi)從單調(diào)繁雜的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，從事更加富有創(chuàng)造性的工作。桁架機(jī)器人是能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的、基于空間XZU直角坐標(biāo)系可重復(fù)編程的、適合不同任務(wù)的自動(dòng)化設(shè)備。在汽車(chē)總裝生產(chǎn)線上使用桁架機(jī)器人來(lái)擺放座椅，精度高，擺放位置準(zhǔn)確、減少了人力勞動(dòng)，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。

1 桁架機(jī)器人的構(gòu)成和工作過(guò)程

汽車(chē)座椅搬運(yùn)機(jī)器人由手抓、提升軸、旋轉(zhuǎn)軸、傳送軸，四個(gè)部分組成。系統(tǒng)啟動(dòng)后，自動(dòng)回到原點(diǎn)位置，機(jī)器人進(jìn)入等待狀態(tài)，當(dāng)有座椅排放在上料位置時(shí)，機(jī)器人自動(dòng)向下伸出手臂，然后對(duì)座椅進(jìn)行抓取，抓取完成后，提升手臂當(dāng)提升到安全線以上時(shí)旋轉(zhuǎn)手臂到設(shè)定好的角度，然后傳送到下料位，到達(dá)下料位后，將座椅放在下料位置。完成一個(gè)循環(huán)后在上料位置繼續(xù)等待下一個(gè)循環(huán)。

2 座椅機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)

座椅機(jī)器人因?yàn)樾枰獋鬏斘恢玫木_，選用了伺服電機(jī)作為執(zhí)行單元，選用AB-PLC作為控制單元。伺服電機(jī)的具有精確度高、轉(zhuǎn)速快、適應(yīng)性強(qiáng)、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，因?yàn)樗欧姍C(jī)的高精度使座椅上下料位置準(zhǔn)確，抓取位置準(zhǔn)確。由于伺服電機(jī)力矩穩(wěn)定、轉(zhuǎn)速快可以提高生產(chǎn)節(jié)拍，使生產(chǎn)效率得到很大的提高。并且伺服電機(jī)重復(fù)性好，穩(wěn)定性好，減少了系統(tǒng)故障發(fā)生的次數(shù)。通過(guò)定期的維護(hù)可以使設(shè)備一直完好的運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主電路主要由3臺(tái)伺服電機(jī)組成，三臺(tái)伺服電機(jī)主要完成座椅提升下降功能、傳送上下料位功能，座椅角度定位功能。系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可以使用手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，當(dāng)采用自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，設(shè)備按照設(shè)定好的步驟來(lái)進(jìn)行設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。在自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)之前，要先對(duì)設(shè)備進(jìn)行必要的參數(shù)設(shè)置和調(diào)試，調(diào)整好傳動(dòng)的位置和角度并使之適應(yīng)相應(yīng)的生產(chǎn)節(jié)拍。這樣可以同時(shí)保證設(shè)備在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的連續(xù)性和可靠性。手動(dòng)過(guò)程需要人為的操作。手動(dòng)操作簡(jiǎn)單易懂、操作直觀。在手動(dòng)和自動(dòng)操作過(guò)程中都對(duì)設(shè)備做了一定的保護(hù)。

4 搬運(yùn)控制過(guò)程

控制系統(tǒng)主要由觸摸屏和PLC來(lái)組成，觸摸屏完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控功能。在觸摸屏上分為工程師級(jí)控制和用戶(hù)級(jí)控制，在工程師級(jí)控制界面可以進(jìn)行調(diào)整參數(shù)和設(shè)備調(diào)試。設(shè)備在正常工作前要在工程師級(jí)控制界面對(duì)設(shè)備進(jìn)行一定的調(diào)試，同時(shí)，調(diào)整該系統(tǒng)的一些必要的參數(shù)：速度、距離、角度等等。在用戶(hù)級(jí)控制界面主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的使用控制。觸摸屏對(duì)設(shè)備的啟動(dòng)、運(yùn)行、停止等信號(hào)進(jìn)行讀取和控制。觸摸屏通過(guò)對(duì)下位機(jī)PLC發(fā)送指令來(lái)完成這些控制功能。PLC通過(guò)內(nèi)部的邏輯來(lái)完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的具體控制，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)對(duì)PLC輸出模塊發(fā)出控制信號(hào)來(lái)完成相應(yīng)的動(dòng)作。PLC控制流程主要包括對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集，和對(duì)座椅手抓以及XZU軸伺服電機(jī)的控制。PLC主要根據(jù)各個(gè)狀態(tài)位來(lái)完成整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)循環(huán)過(guò)程?？刂七^(guò)程如圖1。

5 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)備由AB系列小型PLC控制器和松下伺服電機(jī)組成整個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了搬運(yùn)座椅的目的，并且該系統(tǒng)具有完整的報(bào)警功能，該設(shè)備可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)真正意義上的無(wú)人值守功能。由于伺服電機(jī)的高精度定位功能，消除了系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的累計(jì)誤差，使座椅擺放準(zhǔn)確。實(shí)際運(yùn)行情況證明了本系統(tǒng)具有可靠性高、自動(dòng)化程度高、便于維護(hù)等特點(diǎn)，具有很大的應(yīng)用價(jià)值，可廣泛應(yīng)用于搬運(yùn)、碼垛、等物流系統(tǒng)。

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