武曉莎

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

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化，生產(chǎn)線，機器人，集成控制

引言：

工業(yè)自動化生產(chǎn)線需要朝著集成化和智能化方向發(fā)展。從實際工業(yè)自動化生產(chǎn)線角度來說，應(yīng)用到的機器人系統(tǒng)很多。為了保證工業(yè)自動化生產(chǎn)線中機器人及PLC的集成控制效果，相關(guān)工作人員需要對整個生產(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)計算機學(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，因此在多個領(lǐng)域中都具有非常重要的應(yīng)用價值 。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)對產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程進(jìn)行優(yōu)化，從而提升產(chǎn)品的質(zhì)量，這就是智能制造。在智能制造的過程中，可以降低對勞動力的需求，擺脫生產(chǎn)對人工的依賴性。因此在實際生產(chǎn)中，智能制造與機電一體化技術(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)，可以充分利用計算機理論以及相應(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)，對于整個生產(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)帶來更多的經(jīng)濟效益[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，擴大綜合效益。

2.機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1手抓結(jié)構(gòu)設(shè)計

實際機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，也需要做好手抓結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作，這也是機器人順利完成自動化生產(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)行松開和抓緊兩個指令，系統(tǒng)的順利運行需要借助換向閥來完成。在系統(tǒng)開始工作之后，壓縮空氣會借助桿直接推送到系統(tǒng)當(dāng)中，最后進(jìn)入到儲氣罐之中，并通過換向閥作用，進(jìn)入到兩個夾持氣缸右腔之中，保證活塞桿能夠向左移動，實現(xiàn)重物夾緊操作。在系統(tǒng)下達(dá)松開指令時，此時系統(tǒng)內(nèi)積聚的氣體也會通過換向閥排放到外界，順利完成工件松開操作。抓緊和松開力度，也會通過氣體積聚量來完成，確保被抓取件的完整性。需要注意的是，機器人在執(zhí)行轉(zhuǎn)動操作時，除了借助換向閥來調(diào)整氣體存量外，還需要利用軸結(jié)構(gòu)、齒輪來輔助結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動。而系統(tǒng)也能實現(xiàn)換向閥通電操作，通電之后，會將壓縮空氣傳輸?shù)絻夤拗?，之后利用轉(zhuǎn)向閥，將空氣轉(zhuǎn)移到氣缸左腔，之后帶動活塞向右運動，此種情況之下，齒條也能帶動齒輪和轉(zhuǎn)動軸，確保機器人在完成手抓指令的同時，還可以完成轉(zhuǎn)動操作，滿足系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)要求。

2.2升降結(jié)構(gòu)設(shè)計

實際機器人升降結(jié)構(gòu)設(shè)計操作執(zhí)行上，相關(guān)工作人員需要意識到升降結(jié)構(gòu)的重要性，在自動化生產(chǎn)過程中，機器人的運動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。而且在工作過程中，機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)的運動情況來看，輔助其順利完成垂直運動的結(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，形式上以豎直形式為主，工作人員可以將氣缸端固定在機器人手臂上，以確保機器手臂可以根據(jù)指令順利完成提升或下降的操作。而且在驅(qū)動裝置工作過程中，也需要其帶動活塞及活塞桿進(jìn)行帶動，而且在驅(qū)動裝置設(shè)計上，機器人自身也能實現(xiàn)工件的加工和裝配。同時在機器進(jìn)行升降運動時，還可以利用活塞桿將壓縮空氣推送到氣缸中，利用氣體來推動活塞，保證機器人能夠順利完成機械臂的提升操作，而機械臂需要沿垂直方向向下運動時，此時活塞桿會將壓縮空氣從氣缸內(nèi)推送到缸體中，此時缸體在內(nèi)部壓力下降的情況下開始下降，從而帶動機械臂完成下降這一指令。

2.3旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計

實際機器人運行時，旋轉(zhuǎn)動作顯得尤為重要，為此，人們需要對機器人旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進(jìn)行全面設(shè)計。從系統(tǒng)組成情況進(jìn)行分析，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)屬于重要構(gòu)成內(nèi)容，這也是確保機器人可以順利完成水平活動的基礎(chǔ)條件。在具體的設(shè)計過程中，也需要對系統(tǒng)內(nèi)齒輪和齒條的關(guān)系進(jìn)行梳理，將兩者運動過程中產(chǎn)生的力矩作為驅(qū)動機器人旋轉(zhuǎn)的動力[2]。同時在旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，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)，滿足機器人旋轉(zhuǎn)要求 。

3.PLC生產(chǎn)線集成控制系統(tǒng)設(shè)計

3.1系統(tǒng)軟件設(shè)計

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

3.2控制系統(tǒng)原理

實際工業(yè)化自動生產(chǎn)線機器人和PLC系統(tǒng)生產(chǎn)線控制設(shè)計時，核心控制器為PLC，實際PLC控制系統(tǒng)設(shè)計過程中，工作人員需要對操作面板內(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，利用傳感器反饋數(shù)據(jù)來評估工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，對于異常數(shù)據(jù)對應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行及時處理，讓系統(tǒng)處于良好運行狀態(tài)之下，維護(hù)油壓機以及自動上料裝置等的合理控制 。

3.3系統(tǒng)硬件設(shè)計

實際系統(tǒng)硬件設(shè)計工作的開展，相關(guān)工作人員需要對I/O點數(shù)進(jìn)行合理化確認(rèn)，強化各類按鈕內(nèi)容的合規(guī)性，具體應(yīng)用中，各個按鈕功能需要根據(jù)實際情況來進(jìn)行操作，基于以往經(jīng)驗，具體分類如下：①自動上料裝置檢測;②機器人準(zhǔn)備工作和放料工作開展;③油壓機準(zhǔn)備完善、油壓機工作完成;④機器人準(zhǔn)備完成、機器人放料完成;⑤油壓機準(zhǔn)備和工作完成;⑥機器人準(zhǔn)備和放料工作完成;第⑦油壓機物料檢測工作完成。在7個輸出控制按鈕操作過程中，各個按鈕功能也存在明顯不同性，如自動上料裝置運行、機器人運行、油壓機運行等[3]。對于PLC硬件通信連接來說，PLC本身具備以太網(wǎng)通信模塊，在實際應(yīng)用時，能夠與PC實現(xiàn)直接連接，通過PC上的STEP7進(jìn)行相關(guān)設(shè)計之后，便可以將最佳通信效果展示出來。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，該類模塊在研究過程中，能夠呈現(xiàn)出較強的針對性特點，為后續(xù)軟件開發(fā)同樣能夠起到良好的幫助作用。

結(jié)語：

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展下，合理運用智能技術(shù)可滿足現(xiàn)代社會發(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)計更加合理等效果，為促進(jìn)企業(yè)發(fā)展提供良好的支持。

參考文獻(xiàn)

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[3] 潘云峰，陳建鴻. 智能控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用[J]. 科技資訊，2020，18（07）：26-27.