桁架機器人在汽車座椅安裝生產線中的應用

于鵬

摘要：本文介紹一種簡單桁架機器人的應用。汽車總裝生產線使用機器人來搬運沉重座椅，不僅減少了勞動力，而且操作方便，定位精度高。座椅機器人可以根據座椅的大小、傳輸的遠近、擺放的角度來進行調整。

關鍵詞：桁架機器人；伺服電機；PLC

中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）02-0002-01

柔性化生產在現代化生產線中的使用的越來越廣泛。自動化生產線已經成為今后制造工廠的一個必然趨勢。機器人的應用將人類從單調繁雜的體力勞動中解放出來，從事更加富有創造性的工作。桁架機器人是能夠實現自動控制的、基于空間XZU直角坐標系可重復編程的、適合不同任務的自動化設備。在汽車總裝生產線上使用桁架機器人來擺放座椅，精度高，擺放位置準確、減少了人力勞動，提高了勞動生產率。

1 桁架機器人的構成和工作過程

汽車座椅搬運機器人由手抓、提升軸、旋轉軸、傳送軸，四個部分組成。系統啟動后，自動回到原點位置，機器人進入等待狀態，當有座椅排放在上料位置時，機器人自動向下伸出手臂，然后對座椅進行抓取，抓取完成后，提升手臂當提升到安全線以上時旋轉手臂到設定好的角度，然后傳送到下料位，到達下料位后，將座椅放在下料位置。完成一個循環后在上料位置繼續等待下一個循環。

2 座椅機器人系統設計

座椅機器人因為需要傳輸位置的精確，選用了伺服電機作為執行單元，選用AB-PLC作為控制單元。伺服電機的具有精確度高、轉速快、適應性強、穩定性好等優點。在系統運行過程中，因為伺服電機的高精度使座椅上下料位置準確，抓取位置準確。由于伺服電機力矩穩定、轉速快可以提高生產節拍，使生產效率得到很大的提高。并且伺服電機重復性好，穩定性好，減少了系統故障發生的次數。通過定期的維護可以使設備一直完好的運轉。

3 系統電路設計

系統主電路主要由3臺伺服電機組成，三臺伺服電機主要完成座椅提升下降功能、傳送上下料位功能，座椅角度定位功能。系統在運行過程中可以使用手動和自動兩種方式來運轉設備，當采用自動運行時，設備按照設定好的步驟來進行設備的運轉。在自動運轉之前，要先對設備進行必要的參數設置和調試，調整好傳動的位置和角度并使之適應相應的生產節拍。這樣可以同時保證設備在連續運轉過程中的連續性和可靠性。手動過程需要人為的操作。手動操作簡單易懂、操作直觀。在手動和自動操作過程中都對設備做了一定的保護。

4 搬運控制過程

控制系統主要由觸摸屏和PLC來組成，觸摸屏完成對整個系統的監控功能。在觸摸屏上分為工程師級控制和用戶級控制，在工程師級控制界面可以進行調整參數和設備調試。設備在正常工作前要在工程師級控制界面對設備進行一定的調試，同時，調整該系統的一些必要的參數：速度、距離、角度等等。在用戶級控制界面主要是對現場設備的使用控制。觸摸屏對設備的啟動、運行、停止等信號進行讀取和控制。觸摸屏通過對下位機PLC發送指令來完成這些控制功能。PLC通過內部的邏輯來完成對現場設備的具體控制，現場設備通過對PLC輸出模塊發出控制信號來完成相應的動作。PLC控制流程主要包括對現場信號的采集，和對座椅手抓以及XZU軸伺服電機的控制。PLC主要根據各個狀態位來完成整個系統的一個循環過程。控制過程如圖1。

5 結語

本設備由AB系列小型PLC控制器和松下伺服電機組成整個系統，實現了搬運座椅的目的，并且該系統具有完整的報警功能，該設備可以通過網絡監控實現真正意義上的無人值守功能。由于伺服電機的高精度定位功能，消除了系統在運行過程中的累計誤差，使座椅擺放準確。實際運行情況證明了本系統具有可靠性高、自動化程度高、便于維護等特點，具有很大的應用價值，可廣泛應用于搬運、碼垛、等物流系統。

參考文獻

[1]蔡自興，等.機器人學基礎 第2版[M].北京：機械工業出版社，2013.

[2]王華忠.工業控制系統及應用--PLC與組態軟件[M].北京：機械工業出版社，2016.

[3]顏嘉男.伺服電機應用技術[M].北京：科學出版社，2010.