工業機器人的不銹鋼抽油煙機自適應打磨系統的開發研究

梁淘

摘 要：在本篇文章中，主要從人工打磨不銹鋼抽油煙機的實際操作情況入手，在了解不銹鋼打磨要點的基礎上將工業機器人技術、PLC控制以及力反饋技術相互歸納到一起，借助氣動執行元件對結構進行設計，進而達到基于機器人自適應不銹鋼抽油煙機打磨系統的開發目標。從該項設備的運行情況來看，其具備較高的優勢，本身不僅適合引進于各種各樣的不銹鋼抽油機產品中，同時還能夠有效的提升生產效率，保障產品的合格性。

關鍵詞：工業機器人;不銹鋼抽油煙機自適應打磨系統;開發情況

在生產制作環節中，打磨加工是一項非常重要的技術，該項技術由于性能良好，因此被廣泛引進到了不銹鋼以及陶瓷等產品制作中，其和產品加工成本以及質量有著直接的聯系。長時間以來，對不銹鋼抽油煙機外殼進行拋光打磨的時候，通常是使用以往單一的手工方式，當使用這種方式進行打磨的時候，打磨頭受損現象比較的明顯，操作人員應當根據工件對打磨方向加以調整，以此提升打磨的效果。不過，此項傳統方式存在的缺陷較多，工作效率低，無法確保人員的安全性。所以，就需要摒棄以往的人工打磨方式，引進新型且安全的打磨方式來實施工作。把工業機器人技術和打磨工藝相互結合到一起，對于工業領域良好運行有著積極的作用。

1、對于打磨系統整體方案的規劃

1.1打磨系統基本操作原理

現階段，為了補償打磨頭受損現象，機器人需要完成復雜的軌跡，進行編程控制的時候，應當使用復雜的算法，不過，從實際情況來看，此種解決方式具有一定的被動性特征，其本身并不是按照打磨頭的實際運行情況進行補償的，這樣一來，就會使得打磨效果和質量受到影響。

要想解決以上出現的情況，在本文中，主要研制出了工業機器人加自適應氣動打磨頭的新型打磨系統，這一系統并非是單純的依靠機器人本身進行補償磨損。系統具備良好的柔性和靈活性。

工業機器人和PLC主要是實施通信，按照打磨運行軌跡來調整PLC的打磨壓力、速度以及參數等，通過對其進行全面的控制，獲取準確的數據。補償打磨頭磨損的恒壓氣缸可以自動化的進行補償，其能夠有效加深打磨頭和工件之間的接觸，增強打磨壓力的準確性。與此同時，對于相關的系統來講，還可以借助打磨行走曲線和比例流量閥對氣體流程進行調整，智能化控制打磨效率，從而發揮出不銹鋼抽油煙機的打磨效果。

1.2打磨系統方案的落實

當前，整體系統設計包含了多個環節，分別是機器人、電氣控制系統、輔助裝置以及末端執行裝置。將恒壓氣缸安裝于機器人和工件之間的第六軸末端，然后在恒壓氣缸活塞桿端部安裝打磨頭，通過合理的控制恒壓氣缸活塞桿壓力達到打磨壓力恒定的目的。將抽油煙機放置于變位機工裝之后，工作人員需要開啟系統，機器人負責打磨工作。從運行情況來看，此種方式產生的效果良好，既可以有效緩解人員的工作壓力，同時還能夠加快工作進度。

2、對于氣動系統的設計

氣動系統設計包含了兩點，分別是恒壓控制氣動回路以及打磨轉速控制氣動回路。具體操作原理如下所示：

屬于恒壓控制氣動回路。當前，根據電氣比例閥和單向節流閥，將壓縮空氣運輸到恒壓氣缸內，電氣比例閥負責調整氣體的壓力，使其保持合理性，而單向節流閥則是調整氣體內部的運轉流量，在此基礎上實現控制氣缸活塞推力的目的。補償打磨頭磨損中的恒壓氣缸，本身能夠自動化開展補償工作，其既可以提升打磨頭的精準性，緩解打磨壓力，同時還能夠加深打磨頭和工件之間的結合性。當對設備進行調整測試的時候，可以應用開關按鈕進行，如此一來便于對恒壓氣缸伸出或者是收縮現象進行有效的控制。

打磨轉速控制氣動回路。在切換斷電情況的同時對打磨頭啟停進行控制，然后對打磨頭上磨削盤的切削速度進行有效的調整。

3、設計機械結構

當前，對打磨裝置展開機械結構的設計，然后制定標準圖紙。

從功能來看，自適應打磨裝置的一端需要固定于機器人第六軸，將氣缸安裝于裝置中，而氣缸活塞桿端部則是使用法蘭對打磨頭和傳感器進行安裝，依靠氣缸活塞桿壓力達到打磨壓力恒定的目的。

自適應打磨裝置組成結構相對而言比較的復雜化，分別是氣動打磨頭、力傳感器、后法蘭盤、橡膠保護套以及恒壓氣缸等。首先，氣動打磨頭將氣動馬達和打磨盤相互結合到一起，后法蘭盤完成固定工作，與此同時，還需要將傳感器安裝于后法蘭盤中，這樣做的目的是對打磨壓力進行有效的檢驗。恒壓氣缸屬于一項重要的設施，加大對其的控制力度能夠確保打磨橫壓力的合理性。

4、電氣控制系統設計情況

打磨系統的電氣控制包含了PLC以及人機交互多個方面。以PLC為控制要點，人機界面和通信是系統交互的重要組成部分，而模擬量輸出模塊是系統輸出的主要部分。

4.1數字化電路設計

數字量電路具備一定的復雜性，其本身是由傳感器和按鈕相互組合形成，而控制指示燈和電磁閥則組合形成了數字量輸出接口。

4.2模擬量電路設計

模擬量電路包含了模擬量輸出以及模擬量輸入兩個方面。電路結構如下所示：

左側是模擬量的主要輸出部門，其通常是輸出打磨壓力值以及打磨轉速值。安裝在后法蘭盤打磨頭中間的力傳感器檢測打磨壓力。其和SM332中的CH1和2輸出相互組成了閉環。此項值屬于一項電壓值，通過模數轉換交由PLC展開處理，它可以為PLC對打磨壓力進行有效控制提供有利的依據。流量傳感器和粉塵濃度檢測傳感器，主要是對打磨轉速情況和周圍環境進行全面的監督和測試。

右側是模擬量輸出部分，主要涉及到氣動打磨頭的驅動輸出和恒壓氣缸的驅動輸出。CH1和CH2相互連接到一起，形成比例閥，PLC按照力傳感器中的值進行傳輸，然后控制打磨壓力。CH3是根據流量閥來進行輸出，以此控制打磨轉速情況。

5、系統軟件設計

5.1OB1主程序設計

其實主程序主要是對參數的初始化、和機器人的通信以及整項打磨過程進行有效控制的。

首先，PLC借助總線和機器人進行通信，掌握打磨頭內的基本參數。假設存在著檢測工件不合理現象，就需要耐心的進行等待。在符合要求之后，則是按照機器人傳來的數據實施打磨工作。由于打磨軌跡不一樣，因此，機器人傳輸的參數也是不一樣的，針對于此種現象，必須有效的進行優化和改進，直到符合要求為止。

5.2FB41系統功能塊設計

FB41屬于PID運算功能塊，其通常是對打磨頭進行有效的調整，在恒壓氣缸自身的推力呈現出下降現象之后，可以根據下降的實際情況進行控制。

5.3ABB機器人編程

在該項環節中，主要應用RobotWare軟件，它是ABB提供的機器人應用軟件。程序的基本工作內容是對PLC進行初始化，和PLC進行通信，在滿足打磨壓力和轉速要求的基礎上，根據編程流程實施相應的打磨工作。

6、結語：

本文通過引進PLC控制技術、總線通信技術以及機器人編程等對抽油煙機進行打磨，其既可以緩解工作人員的工作強度，同時還能夠保障產品質量。所以，將該項工藝應用于抽油煙機打磨工作中是很有必要的。

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