基于PLC控制的机器人座椅下线系统综述

李铭

摘 要 随着智能制造技术水平不断提高，越来越多的行业采用机器人代替传统人工操作。而随着机器人的广泛应用，其功能也越来越强大，但同时价格也越来越经济。而机器人相比于人的优势不言而喻，只要按时按规定保养，它可以不间断的工作，工作效率非常高。可以千篇一律不知疲倦的执行重复的动作，又可以达到惊人的重复精度。这是传统人工无法比拟的。

关键词 机器人;座椅下线;重复精度

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。随着机器人行业的迅猛发展，围绕机器人也形成了一定的产业，而随着这些辅助产业的发展，机器人不再局限于执行固定轨迹路径，根据辅助传感器可以灵活判断去调整路径。机器人可以执行一些非固定位置固定尺寸的任务工作。这也直接导致了机器人的应用越来越廣。

1汽车座椅生产制造概况

汽车座椅简介，汽车座椅在生产制造过程中分为前排座椅，后排座椅，其中前排座椅又分为司机座椅和副司机座椅。而由于正副司机座椅差异化比较小，主要差别在于配置及装配对称性上，所以装配座椅的载体托盘是一致的，在产量小的车型座椅可以采用正副司机共线生产，而产量大的车型座椅由于节拍要求势必要分线生产甚至于多线同时生产。而由于座椅颜色及配置的不同，在分线生产时必然要面对一个匹配的问题，同一台车的整套座椅要装到同一个座椅器具里，然后发运到主机厂去装配到汽车里。如果匹配错误有可能会导致不同配置要求的座椅装配到错误的车型里。而传统人工下线座椅时，对于座椅成套的匹配是单纯基于人工识别订单号，即人眼识别。而人工肉眼识别的主要弊端在于容易出错，而且效率十分低下[1]。

2基于PLC的机器人座椅下线方案流程

本系统基于正副司机座椅分别在两条相邻的生产线上装配制造，下线处相邻但不相通。目前几乎所有的座椅生产时都会有特定的条码信息，用来追溯以及排序生产。而使用读码器来通过读码获取订单号准确率可以达到百分之百，然后再通过订单号来判断正副司机座椅是否为一套，如果为同一台套座椅则启动机器人搬运座椅下线，使其搬运到同一个器具内。绝大多数情况下，正副司机座椅是同步生产的，正常情况下也会同步运行到下线工位。但由于偶尔可能会在装配过程中个别座椅出现异常情况，例如座椅蒙皮划伤或者装配零配件出现异常，这个时候为了保证生产的连续而不影响后续生产，需要将此问题座椅放行到返修段，在返修段对其进行修整或更换，但这样就会出现到达下线工位的座椅不是成对的，而是错开一个，如果不是同一台套座椅，则将订单号小的座椅搬运到缓存皮带线上，直至下一对到达下线工位的正副司机座椅正好是成套的为止，依此类推。

该系统作为一个相对独立的工作站，控制核心为西门子PLC CPU1214C，它有profinet网络接口可以扩展RS232接口等。触摸操作屏为西门子KTP700，由于需要与MES（制造执行系统）频繁进行数据交换故此加入了一台上位机，机器人品牌为发那科，型号为R-2000IC/210F。二维码读取器为康耐视Q150M系列。PLC与机器人以及触摸屏之间的通讯采用profinet网络协议。生产正副司机座椅的生产线与该系统的通讯由于点位不多故采用IO硬件通讯。该系统的主要任务是将司机座椅和副司机座椅匹配成对，然后分别放在同一个器具内等待发运。

系统从座椅条码识别开始，当司机座椅到达下线工位时，托盘定位机构夹紧托盘，通过下线升降机处的固定位置的条码读取器读取条码信息1，当副司机座椅到达下线工位时，通过下线升降机处的固定位置的条码读取器读取条码信息2，把信息传给机器人PLC，PLC读取条码信息后传送给上位机，上位机系统在MES数据库中扫描，然后比对两个信息，判刑条码规则，判断在搬运工位的两个座椅是否为同台。如果为同一台套座椅的订单号则再将信息传给PLC，PLC分别启动机器人正副司机抓取程序搬运两个座椅到发运线处的同一个空器具内，一个器具里最终必须存放同一台套的正副司机两个座椅。上位机系统判断座椅如果为不同台套，MES分别确定与此正副司机座椅同台套的座椅是否已经下线，如果未下线，即当前序列号的两个座椅的正副司机座椅都在生产线上，则把顺序号靠前的即订单号小的座椅放到缓存皮带线上。另一个订单号较大的座椅不搬运，待下一个座椅来补位，再判断。

上位机系统判断座椅如果为不同台套，并且发现当前序列号的某个座椅只有一个在生产线上，即与其同台套的另一个座椅已经提前下线，如果已经提前下线的座椅为副司机座椅，则把此司机座椅搬运到发运线的一个空器具上的司机位置，然后此器具放行，放到指定位置后，人工到缓存皮带线上找到先下线的副司机座椅，人工配对搬运到空器具的副司机座椅空位上;如果已经提前下线的座椅为司机座椅，则把此副司机座椅搬运到发运线的一个空器具上的副司机位置，然后此器具放行，放到指定位置后，人工到缓存皮带线上找到先下线的司机座椅，人工配对搬运到空器具的司机座椅空位上。

3结束语

随着人们对汽车的依赖度提高，对汽车的配置需求也越来越个性化，也间接促使汽车座椅配置变得越来越丰富，颜色多种多样，再加之正副司机座椅的差别，这就导致综合起来款式样式变化非常多，对于单个座椅来说，再复杂的配置都可以通过订单生产来控制解决，但是成套的座椅，传统方式是人工肉眼识别订单号来匹配，然后装入器具发运到主机厂安装。而通过读码设备识别条码进而在订单系统里去识别匹配显然要更精准，更快捷。

参考文献

[1] 杨长昌.机器人行业发展现状及未来发展概述[J]卷宗，2019， 9（9）：246.