基于工业机器人的自动生产线组建技术研究

王富春

摘 要：随着我国制造业的产业升级过程，工业机器人在现今生产企业中占据着越来越重要的地位。工业机器人的自动生产线组建技术是工业机器人应用的核心技术，通过对工业机器人IO端口的研究，实现工业机器人的生产线组建设计。

关键词：工业机器人；端口；PLC

随着我国工业大规模的崛起，人力成本的日益增高，在日益激烈的市场竞争中，在生产过程中不断提高其生产效率、降低生产成本、有效地控制产品质量是目前各制造企业发展面临的严峻问题。在现代信息化工业背景下，各大工业厂商特别是汽车生产商将工业机器人应用于生产中作为解决上述问题的首选，以此提高企业的生产效率和自动化水平。

1 工业机器人的组成

工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。

2 工業机器人的控制设计

工业机器人在工厂中的应用几乎都是取代原有流水线工位上的操作工，完成该工位所需要执行的工序，由此，一般工业机器人在某工位上完成的任务是固定的。对工业机器人的控制是建立在对该机器人所在工位需完成的任务进行工艺分析的基础上的。以某款汽车的车架为对象，采用工业机器人对其进行焊接所需要进行的工作为：

（1）分析该车架的焊接工艺，根据焊接工艺总结需要完成的焊点以及焊缝数量，然后结合机器人的工作特点以及工作范围，对车架上的焊点、焊缝进行归类，从而得出该车架所需采用的工位数以及机器人数量。

（2）在分析工业机器人焊接工艺基础上，利用工业机器人厂商所提供的编程语言进行编程。通常的编程方法有两种，一种为使用示教器直接编程，另一种为采用厂商提供的离线编程软件进行离线编程。示教器直接编程是根据机器人所需走的路径选择相应的编程语句，并在手动方式下移动机器人到目标点，记录下该点，依此一步步完成机器人所有路径的编程记录。离线编程是在装有离线编程软件的计算机中完成，该种方法需要对焊接对象进行建模，并在获得确定的机器人与工件的相对位移情况下，规划机器人的工作路径，程序由软件自动生成。

（3）程序编写完成后对工业机器人进行调试验证，直至机器人的运转达到预计目标。

3 工业机器人的组建生产线技术

在以上的工业机器人控制方法中，所完成的仅仅是一台独立机器人进行工作的控制，但是在工业生产中，生产任务往往是需要几台甚至更多的工业机器人分工位分任务的完成，并且，工业机器人与工业机器人之间存在着协同工作。将两台以及更多的工业机器人连接起来组成自动生产线进行协同工作，我们称之为组线技术，最常见的生产线组建方法是通过端口连接控制来实现。

每一种工业机器人都会配备相应的输入输出模块，通过输入输出模块就能实现机器人与外部设备的连接。ABB工业机器人通常在标配中提供输入输出模块DSQC651，该模块具有8路输入、8路输出以及两路模拟量输出端口，每一路端口可以根据实际需求在系统中进行设置为信号连接、系统输入以及系统输出。通过该模块与PLC连接，实现PLC对整套生产线的协调控制。

4 结束语

基于工业机器人的IO端口，通过PLC实现工业机器人与外围设备、工业机器人与工业机器人之间的协调控制，完成基于工业机器人的自动生产线控制架构设计，该控制架构对相关的工业机器人生产线组建控制具有一定的借鉴意义。

参考文献

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