冯汝豪
广州淦源智能科技有限公司 广东省广州市510000
摘要：我国是一个制造业大国，在企业生产过程中需要投入大量的人力，劳动密集型的企业，用人成本成为了企业一笔沉重的负担。尤其在需要进行物料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，物料的自动分拣已成为企业的唯一选择。针对上述问题，利用PLC技术与机器人技术设计了一种成本低，效率高的自动分拣装置。本文对基于PLC与机器人自动化控制系统的设计进行分析,以供参考.
关键词：PLC;机器人自动化;系统设计
引言
利用PLC技术的自动控制技术分拣设备广泛应用于实际业务中，例如PLC自动分拣技术、机械化手技术、传感器性能分拣技术和自动位置控制分拣技术等。这些是微型模型应用在工业现场上生产材料的实际应用，这是分拣设备的自动化。之所以选择在工业行业中普遍使用的工业机器人控制系统来进行自动分拣物料，是因为它使用PLC技术来改善工业机器人控制系统的功能，PLC技术是通过融合许多分拣技术（例如用于传感器的自动分拣技术和机械手性能的位置控制），为各种分类材料设计的用于各种工业现场物料的自动分拣和控制系统。
1PLC技术的优势
1.1使用方便，操作简单
PLC技术使用梯形图、逻辑图或各种表达式来形成完整的编程语言，不需要使用专业的计算机知识系统，花费很短的时间完成开发阶段，且工作现场调试十分便捷。通过控制系统，可以在一台简单的计算机上完成系统编程，进行实时更改并更改控制方向。
1.2配套齐全，适应性得到保障
PLC技术已逐步建立标准化体系，序列化和模块化的系统设计使其可用于各种设备控件，用户可以随意选择不同的系统以形成不同的功能模块。引入PLC技术十分方便。外部连接可以通过接线实现。PLC技术的负载能力得到了保证，可以利用小型交流接触器连接所有类型的设备。
1.3维护简单
PLC技术通常不会引起设备故障，故障率极低，而且拥有自我诊断功能。如果发生PLC系统故障，则发光二极管或编程器将及时显示设备故障，从而使技术人员能够发现故障原因并及时消除故障，避免后续工作受到影响。
2控制要求
物料输送智能系统主要由物料传动系统、物料检测系统、电气控制系统、ＡＢＢ工业机器人等４部分组成。系统完成物料的输送与搬运过程，其主要流程为：①单机启动后，系统开始运转；②盘型供料口检测有料后，物料被推送至传送带入料口；③皮带启动运转，将物料送至传送带末端；④传送带末端检测有料，皮带停运并等待机器人取料；⑤ＰＬＣ向机器人发送到位信号，机器人依次对物料进行堆垛。
3工业机器人在自动化控制中的应用路径
3.1汽车制造行业
汽车制造需要经历焊接、检测、搬运、喷漆、装配等不一样的环节。在汽车制造中，第一，焊接领域。主要是使用焊接机器人，根据车身结构和承重大梁的主要形式，最大限度地减少人工的操作，提高焊接的精度。电弧焊可以使用进线的方式，提高焊接的精度。机器人安装智能焊接的方式，可以最大限度减少误差，增强焊接的效果。第二，装配控制。需要在装配的基础上，满足多个传感器的建设需求，保持视觉、触觉、听觉等都可以得到精确的判断，以此来缩小工作的时间，降低重复尝试和重复劳动的问题出现。在汽车生产的时候，就是使用传感器以及末端执行器，实现配件的安装，保持汽车的生产效率，提高汽车的生产质量。第三，需要实现材料的搬运工作。也就是说，需要在完成抓取零件等内容的时候，就可以使用机器人的方式，完成这些单调的工作，保持汽车安装的精确性。第四，检测应用。
需要在自动化机器人的基础上，统筹发展，加大基础建设，承担对零部件的分类工作。在汽车生产的过程中，相关人员可以使用搬运和组装的方式，对汽车的质量进行检测。在检测完成之后，计算机就可以生成模型，并且呈现图像，保持标准的比例性，最大限度地减少误差，提升汽车生产的质量。第五，喷涂喷漆应用。此时，机器人需要在高度自由的基础上，有效地找到自己的位置。并且最大限度地减少工作量，提高工作效率，保持三维的生产与建设。汽车行业中，车身的喷涂属于一个工作量较大并且危险系数较高的工作内容。此时，机器人就可以代替人工，对零件部分进行全方位的处理，同时还可以保持汽车颜色与对应的光泽度，这样不仅提升了工作效率，而且增强了工作的精确性。
3.2铸造行业
如果仅仅使用人工的方式进行建设和生产，那么就很容易出现人工无法承担的问题出现。此时，使用工业机器人的方式，就可以有效地转变原有的思维方式，在较高的温度下，提高生产的智能性，向着简单化的方向实施延伸。从本质上看，一方面可以顺利地完成工作，另外一方面可以提高企业的工作质量与工作效率，为铸造行业带来经济效益和社会效益上的“双丰收”。
4硬件系统的设计
4.1传送带与电机选型
由于传送带的功能只是把四个不同的配件送至定位卡口就可，所以对电机并没有过高的要求，本方案则选择普通的三相交流异步电动机即可。电机由变频器进行控制，频率为30Hz即可。为了检测开关面板的到位情况，在传送带的末端分别安装四个光纤传感器，以作为配件到位检测。
4.2机器人以及夹具选型
由于开关面板的属于比较小的电气设备，重量较小，所带夹具约为1.5kg，机器人装配开关面板时需要移动的距离小于1米，且负荷均较小，所以本次选取ABB工业机器人，型号为IRB-1200-7/0.7即可。86型开关面板由外面板、内板、翘板以及翘板底座四部件构成。各个部件大小形状各不相同。其中外面板和内板尺寸相差不大，可以采用相同的吸盘工具进行操作。而翘板面积较外面板和内板小，可选较小的吸盘进行作业即可。翘板底座则需要用手指式的夹具进行作业。为了提高生产效率，避免频繁的更换机器人末端工具，采用多功能末端工具（带三面吸盘以及手指夹具）。
5系统的软件设计
5.1ＰＬＣ程序设计
按系统控制的工艺流程，由三菱PLC编程软件GXWorks3完成编程。当物料被放至供料口后，经电磁阀控制与电机驱动，将物料输送至皮带末端；当传感器检测到物料到达皮带末端后，传送带停运，并发送给机器人到位信号；当机器人收到物料的到位信号后进行取料动作。
5.2机器人程序分析
机器人手爪等待位置在取料点的正上方0.3ｍ处，当机器人收到物料到位信号，且物料数目Ｎ、行间距Ｍ小于设定值时，机器人开始执行搬运程序，即抓取物料，搬送至物料槽，返回至等待点。此时，物料数目加１，行间距变量加８０。另外，当行间距变量大于８０×２时，开始第２行的物料搬运。在完成所有物料的搬运后，机器人发送完成信号，等待物料的移走。
结束语
我们学习PLC与机器人无非是为了解决实际生产中的应用问题，这次设计确实让我受益匪浅。当然，本系统仍然有不完善的之处，系统的效率还有待提高。本系统的设计，让我的编程能力以及系统设计能力得到了一次很好的锻炼，同时对工业控制有了更深刻的认识。工业机器人与视觉检测配合应用能大大的提高生产效率以及良品率，推动社会生产力的发展，从而让我们的日常生产带来便利，自动化程度更高，更科学。
参考文献
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