王雅

摘要：将机器人智能技术融入电气自动化控制工作中，不仅可以简化工业生产工序，提升生产质量和效率，还能优化人力资源、物力资源的配置，控制电气自动化运行状态的稳定性，对提升电气行业经济效益非常有利。本文主要结合工程实践，结合某企业生产线的设计，具体分析电气自动化控制中工业机器人技术的有效应用。

关键词：自动化控制;机器人技术;生产线

1工业机器人技术特点

工业机器人是一种机电装置，拥有机械执行机构，主要由四个基本部分组成，分别为执行机构、驱动系统、控制系统和检测系统，高性能的元器件和高柔性的控制算法，可以使工业机器人拥有优异的运动精确性、稳定性等。其技术特点如下：

（1）技术先进工业机器人集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造技术于一体，通过对过程实施检测、控制、优化、调度、管理和决策，实现增加产量、提高质量、降低成本、减少资源消耗和环境污染，是工业自动化水平的最高体现。

（2）技術升级工业机器人与自动化成套装备具备精细制造、精细加工以及柔性生产等技术特点，是继动力机械、计算机之后，出现的全面延伸人的体力和智力的新一代生产工具，是实现生产数字化、自动化、网络化以及智能化的重要手段。

2机器人生产线控制要求

以仓储分拣生产线为例，该机器人应用系统是由工业机器人单元、AGv机器人小车单元、礼品盒生产线单元、托盘生产线单元、视觉CCD系统单元和码垛机立体仓库单元等六部分组成。基于工业机器人的智能生产线具体控制要求如下：①从立体库中取出装有工件的托盘，码垛机依次放入AGV机器人，AGV机器人初始位置在立体仓库端。②AGV自动运行至托盘流水线位置进行对接，自动对接完成后AGVf的托盘将被输送至托盘流水线上。托盘输送完毕，AGV自动返至立体仓库端，继续放托盘，如此循环直至6个装有12个工件的托盘输送完毕。③当托盘经过托盘流水线时，阻挡气缸进行阻挡，然后相机进行识别，当托盘运行到抓取工位时，机器人用单吸盘（工具1）对托盘物品抓取，并放置于流水线的指定位置。工件放置完后，更换双吸盘（工具2），放置空托盘于托盘库中。④综合工作任务首先为人工在主控界面上选择指定搬运的托盘，然后码垛机自动根据选择的托盘位置取托盘，然后码垛机将托盘放入AGV上部输送线上，然后AGV运动至托盘生产线停止位处，将托盘放至托盘生产线上，然后托盘运动至托盘生产线视觉检测处进行视觉检测，然后工业机器人取托盘上的工件将其放入工件盒生产线上的工件盒中，取完后由工业机器人将空托盘取放至托盘收集处，最后托盘收集处收集托盘。⑤12个工件全部摆放完毕后，工业机器人自动将工件盒流水线上工位G7工件盒中的工件和工位G9工件盒中的工件搬运码放至工位G8的工件盒中。⑥任务完成后，黄色指示灯以1Hz频率闪烁。

3电气控制系统设计方案

3.1码垛机立体仓库电气设计

码垛机立体仓库主要由码垛机器人和立体仓库构成。整个系统的执行部件是码垛机器人。码垛机器人由三台变频器控制的三相异步电动机驱动，分别控制机器人的水平行走、垂直抬升和货叉取货。

3.2立体仓库电气设计

立体仓库一共有7×4一共28个仓位构成，每个仓位下都有一个微动开关。用来检测仓位内有没有托盘，如果微动开关被压下则表示有货物，如果没有被压下则表示没有货物，码垛机的每个仓位与码垛机初始位置的距离一定。且每个仓位对应的x轴和z轴均有一块挡片与之对应。x轴挡片号为X1-X7，z轴挡片号为Z1-Z4。因此每个仓位的坐标（Xm，Zn）便一一确定。要使码垛机按指令运行到目标仓格，只需要对将目标仓格位置分解为x轴和z轴所需到达的挡片号。从初始位置到每个挡片位置的识别通过计数来控制。为了使系统运行更平稳，定位更准确，在接近目标仓位时，需要对各轴进行减速运行控制。减速控制和定位控制是相互配合运行的。以x轴减速控制为例。当x轴计数到达所需目标仓位，系统控制变频器切换为低速运行。减速后，再通过三个传感器的位置信息来判别是否到位，到位后系统控制变频器停止运行。z轴减速控制的原理相同。

3.3码垛机立体仓库电气柜设计

码垛机立体仓库控制柜主要由触摸屏、按钮指示灯模块和电气安装板组成，控制器对码垛机三个运行机构的控制是分别通过对三个变频器的控制来实现的。通讯控制的连接实现有硬件连接和软件配置两部分组合完成。整个系统由PLC作为主控器，有3个扩展单元，PLC和变频器之间以及PLC和触摸屏之间通过以太网交换机进行连接，每个设备设定不同的IP地址，共同拥有同一网段。控制系统由PLC控制器、变频调速系统、安全连锁系统等组成。为保证码垛机能够准确到达目标货位，设计有准确可靠的定位系统。另外为了提高存取效率和保证码垛机的稳定性，本系统对码垛机三个运行机构的速度进行了合理有效的控制，其中位置识别是码垛机自动控制系统的关键部分。为防止某些系统失效导致事故的发生，安全极限连锁也是本系统的重要组成部分。

3.4 AGV机器人小车电气设计

AGV移动机器人系统采用磁导式循线方式，行走电机采用两台带电磁抱闸装置的直流伺服电机，通过差速控制实现小车循迹运行，AGV前后均有碰撞保护装置，碰撞后立即断电停车。控制系统由PLC控制器、步进驱动器、步进电机、循迹传感器、地标传感器等组成。在该系统中，循迹控制的实现是最基础也是最重要的。另外为配合系统运行，完成输送物品托盘的任务，需要对AGV移动机器人进行减速停止、传送带运行、物品托盘上料计数、物品托盘下料计数、气挡升降、与码垛机单元通信、与流水线单元通信的控制。

4结束语

电气自动化控制中工业机器人最大的特点就是可以不间断的工作，只要电源供应不断，就能够一直生产产品，而且工业机器人的使用寿命普遍超过了10年。从这些角度来看，使用工业机器人有着许多优点。由于工业机器人出色的工作质量和效率，因此，许多行业使用工业机器人进行复杂的操作，例如分拣、跟踪、处理、组装和存储。以上以电气控制中工业机器人技术应用为研究对象，对机器人在工业自动化生产中的应用进行实例具有一定的意义。