電子工程中的智能控制技術(shù)應(yīng)用①

武曉莎

摘 ?要：基于工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從控制系統(tǒng)原理、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，闡述工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，PLC生產(chǎn)線集成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動(dòng)化，生產(chǎn)線，機(jī)器人，集成控制

引言：

工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線需要朝著集成化和智能化方向發(fā)展。從實(shí)際工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線角度來(lái)說(shuō)，應(yīng)用到的機(jī)器人系統(tǒng)很多。為了保證工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中機(jī)器人及PLC的集成控制效果，相關(guān)工作人員需要對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線集成控制內(nèi)容進(jìn)行研究，避免出現(xiàn)更多新問(wèn)題。

1.智能控制技術(shù)概述

智能控制技術(shù)指的是使用程序控制機(jī)械設(shè)備，使其像人類一樣具有一定智能思維能力的技術(shù)。由于技術(shù)的發(fā)展，智能控制技術(shù)的研究已經(jīng)超越了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)學(xué)科的范圍，這種技術(shù)本身具有網(wǎng)絡(luò)化和綜合性的特點(diǎn)，因此在多個(gè)領(lǐng)域中都具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值 。在制造業(yè)中，產(chǎn)品的生產(chǎn)制造和加工可以充分依靠智能技術(shù)或者相關(guān)的生產(chǎn)系統(tǒng)，科學(xué)對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，從而提升產(chǎn)品的質(zhì)量，這就是智能制造。在智能制造的過(guò)程中，可以降低對(duì)勞動(dòng)力的需求，擺脫生產(chǎn)對(duì)人工的依賴性。因此在實(shí)際生產(chǎn)中，智能制造與機(jī)電一體化技術(shù)密不可分。

目前，由于相關(guān)技術(shù)的成熟，智能控制技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用中也取得一定的收益。在電子工程管理中應(yīng)用這種技術(shù)，可以充分利用計(jì)算機(jī)理論以及相應(yīng)的高科技，為電子工程人員的工作提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)線進(jìn)行科學(xué)分析，從而調(diào)整工作方式，改善生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益[1]。這種技術(shù)的應(yīng)用還能進(jìn)一步優(yōu)化電子工程管理的設(shè)備配置，降低對(duì)人力資源的需求，節(jié)約人工成本，提升生產(chǎn)安全性的同時(shí)，擴(kuò)大綜合效益。

2.機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1手抓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

實(shí)際機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，也需要做好手抓結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，這也是機(jī)器人順利完成自動(dòng)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)保障。手抓結(jié)構(gòu)在工作期間，主要任務(wù)是執(zhí)行松開(kāi)和抓緊兩個(gè)指令，系統(tǒng)的順利運(yùn)行需要借助換向閥來(lái)完成。在系統(tǒng)開(kāi)始工作之后，壓縮空氣會(huì)借助桿直接推送到系統(tǒng)當(dāng)中，最后進(jìn)入到儲(chǔ)氣罐之中，并通過(guò)換向閥作用，進(jìn)入到兩個(gè)夾持氣缸右腔之中，保證活塞桿能夠向左移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)重物夾緊操作。在系統(tǒng)下達(dá)松開(kāi)指令時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)內(nèi)積聚的氣體也會(huì)通過(guò)換向閥排放到外界，順利完成工件松開(kāi)操作。抓緊和松開(kāi)力度，也會(huì)通過(guò)氣體積聚量來(lái)完成，確保被抓取件的完整性。需要注意的是，機(jī)器人在執(zhí)行轉(zhuǎn)動(dòng)操作時(shí)，除了借助換向閥來(lái)調(diào)整氣體存量外，還需要利用軸結(jié)構(gòu)、齒輪來(lái)輔助結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。而系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)換向閥通電操作，通電之后，會(huì)將壓縮空氣傳輸?shù)絻?chǔ)氣罐之中，之后利用轉(zhuǎn)向閥，將空氣轉(zhuǎn)移到氣缸左腔，之后帶動(dòng)活塞向右運(yùn)動(dòng)，此種情況之下，齒條也能帶動(dòng)齒輪和轉(zhuǎn)動(dòng)軸，確保機(jī)器人在完成手抓指令的同時(shí)，還可以完成轉(zhuǎn)動(dòng)操作，滿足系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)要求。

2.2升降結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

實(shí)際機(jī)器人升降結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)操作執(zhí)行上，相關(guān)工作人員需要意識(shí)到升降結(jié)構(gòu)的重要性，在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)都是沿著垂直和水平方向進(jìn)行，這也是確保不同生產(chǎn)線任務(wù)能夠順利進(jìn)行的基礎(chǔ)條件。而且在工作過(guò)程中，機(jī)器人還需要具備精準(zhǔn)度較高的定位功能，這也是進(jìn)行緊密加工的基礎(chǔ)條件。從升降結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況來(lái)看，輔助其順利完成垂直運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)包括氣壓缸、活塞缸、活塞等。在氣缸位于被放置的狀態(tài)時(shí)，形式上以豎直形式為主，工作人員可以將氣缸端固定在機(jī)器人手臂上，以確保機(jī)器手臂可以根據(jù)指令順利完成提升或下降的操作。而且在驅(qū)動(dòng)裝置工作過(guò)程中，也需要其帶動(dòng)活塞及活塞桿進(jìn)行帶動(dòng)，而且在驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)上，機(jī)器人自身也能實(shí)現(xiàn)工件的加工和裝配。同時(shí)在機(jī)器進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)時(shí)，還可以利用活塞桿將壓縮空氣推送到氣缸中，利用氣體來(lái)推動(dòng)活塞，保證機(jī)器人能夠順利完成機(jī)械臂的提升操作，而機(jī)械臂需要沿垂直方向向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)活塞桿會(huì)將壓縮空氣從氣缸內(nèi)推送到缸體中，此時(shí)缸體在內(nèi)部壓力下降的情況下開(kāi)始下降，從而帶動(dòng)機(jī)械臂完成下降這一指令。

2.3旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

實(shí)際機(jī)器人運(yùn)行時(shí)，旋轉(zhuǎn)動(dòng)作顯得尤為重要，為此，人們需要對(duì)機(jī)器人旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行全面設(shè)計(jì)。從系統(tǒng)組成情況進(jìn)行分析，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)屬于重要構(gòu)成內(nèi)容，這也是確保機(jī)器人可以順利完成水平活動(dòng)的基礎(chǔ)條件。在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，也需要對(duì)系統(tǒng)內(nèi)齒輪和齒條的關(guān)系進(jìn)行梳理，將兩者運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的力矩作為驅(qū)動(dòng)機(jī)器人旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力[2]。同時(shí)在旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，也需要做好軸連接處理，利用軸作為力矩的傳遞媒介，搭配大氣缸、齒輪以及小氣缸、活塞頭等結(jié)構(gòu)，滿足機(jī)器人旋轉(zhuǎn)要求 。

3.PLC生產(chǎn)線集成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

實(shí)際系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)工作執(zhí)行上，可以從以下兩方面著手，避免整體設(shè)計(jì)效果受到影響。①需要控制機(jī)器人的動(dòng)作，該功能也是PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)的主要功能需求內(nèi)容。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)器人動(dòng)作主要依靠的是氣缸驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行時(shí)，工作人員需要控制好氣缸，并與電磁閥控制形成配合，滿足各項(xiàng)功能需求。當(dāng)下降電磁閥通電之后，機(jī)器人也會(huì)處于下降狀態(tài)，斷電之后，能夠讓機(jī)器人停止運(yùn)行。當(dāng)上升電磁閥通電后，能夠讓機(jī)器人處于上升狀態(tài)，斷電后，機(jī)器人也會(huì)停止運(yùn)行，兩者的設(shè)計(jì)原理基本類似。②自動(dòng)控制系統(tǒng)。實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)殼蓋到位后，機(jī)器人能夠直接啟動(dòng)，促使機(jī)器人進(jìn)入到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。啟動(dòng)前，工作人員還要對(duì)機(jī)器人初始位置進(jìn)行確認(rèn)，為后續(xù)工作的開(kāi)展創(chuàng)造良好條件 。

3.2控制系統(tǒng)原理

實(shí)際工業(yè)化自動(dòng)生產(chǎn)線機(jī)器人和PLC系統(tǒng)生產(chǎn)線控制設(shè)計(jì)時(shí)，核心控制器為PLC，實(shí)際PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，工作人員需要對(duì)操作面板內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，使其可以全面展示系統(tǒng)各部位目前的工作狀態(tài)。借助系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌控制時(shí)，利用傳感器反饋數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，對(duì)于異常數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行及時(shí)處理，讓系統(tǒng)處于良好運(yùn)行狀態(tài)之下，維護(hù)油壓機(jī)以及自動(dòng)上料裝置等的合理控制 。

3.3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

實(shí)際系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展，相關(guān)工作人員需要對(duì)I/O點(diǎn)數(shù)進(jìn)行合理化確認(rèn)，強(qiáng)化各類按鈕內(nèi)容的合規(guī)性，具體應(yīng)用中，各個(gè)按鈕功能需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行操作，基于以往經(jīng)驗(yàn)，具體分類如下：①自動(dòng)上料裝置檢測(cè);②機(jī)器人準(zhǔn)備工作和放料工作開(kāi)展;③油壓機(jī)準(zhǔn)備完善、油壓機(jī)工作完成;④機(jī)器人準(zhǔn)備完成、機(jī)器人放料完成;⑤油壓機(jī)準(zhǔn)備和工作完成;⑥機(jī)器人準(zhǔn)備和放料工作完成;第⑦油壓機(jī)物料檢測(cè)工作完成。在7個(gè)輸出控制按鈕操作過(guò)程中，各個(gè)按鈕功能也存在明顯不同性，如自動(dòng)上料裝置運(yùn)行、機(jī)器人運(yùn)行、油壓機(jī)運(yùn)行等[3]。對(duì)于PLC硬件通信連接來(lái)說(shuō)，PLC本身具備以太網(wǎng)通信模塊，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，能夠與PC實(shí)現(xiàn)直接連接，通過(guò)PC上的STEP7進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)之后，便可以將最佳通信效果展示出來(lái)。如果PLC自身不具備以太網(wǎng)模塊，工作人員可以借助于其他模塊，做到以太網(wǎng)通信轉(zhuǎn)化操作，該類模塊在研究過(guò)程中，能夠呈現(xiàn)出較強(qiáng)的針對(duì)性特點(diǎn)，為后續(xù)軟件開(kāi)發(fā)同樣能夠起到良好的幫助作用。

結(jié)語(yǔ)：

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展下，合理運(yùn)用智能技術(shù)可滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需要，因此建議在電子工程控制中應(yīng)用智能技術(shù)，以便達(dá)到加強(qiáng)智能客戶終端建設(shè)、嚴(yán)格控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加合理等效果，為促進(jìn)企業(yè)發(fā)展提供良好的支持。

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