機(jī)器人打磨系統(tǒng)控制技術(shù)分析論文

機(jī)器人打磨系統(tǒng)控制技術(shù)分析論文隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加深，機(jī)械行業(yè)已經(jīng)迎來(lái)了長(zhǎng)足的開(kāi)展，人們身邊的機(jī)械加工物品越來(lái)越多。日常用品很多都需要經(jīng)過(guò)打磨才符合人們的審美觀點(diǎn)，但是手工打磨的傳統(tǒng)打磨方法實(shí)在是太消耗時(shí)間，新手打磨出的工作面平整度可能達(dá)不到工藝要求，而且各個(gè)同類(lèi)物品之間還會(huì)存在一定的差異性，這是手工打磨的物品可能存在的弊端。所以當(dāng)前工業(yè)上的研究目標(biāo)就在于將機(jī)器人在產(chǎn)品打磨領(lǐng)域投入使用，代替人力去進(jìn)行一些繁瑣的工作，機(jī)器人能夠在很多不利于人類(lèi)工作的環(huán)境下完美完成預(yù)設(shè)工作，也能保證制作產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)性，深入研究機(jī)器人打磨系統(tǒng)控制技術(shù)，能夠提高機(jī)器人打磨的工作效率，為工廠(chǎng)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。上世紀(jì)六十年代，工業(yè)機(jī)器人在這個(gè)世界首次出現(xiàn)，在那之后，世界上很多國(guó)家都投入了一定的人力物力來(lái)進(jìn)行機(jī)器人方面的研究，也涌現(xiàn)出了很多的專(zhuān)業(yè)公司，中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域?qū)儆谛氯?，想要追上世界上先進(jìn)國(guó)家還需要進(jìn)行不斷的努力。針對(duì)機(jī)器人研究的屬于高端的研究，該項(xiàng)研究能夠給在于一定程度上反映國(guó)家在科技領(lǐng)域的綜合能力。日本和德國(guó)等國(guó)家作為工業(yè)大國(guó)，對(duì)機(jī)器人領(lǐng)域有很多的研究，這些國(guó)家的科研資金投入也是巨量的，中國(guó)雖然在機(jī)器人領(lǐng)域的研究時(shí)間比擬短，但是還是取得了一定的進(jìn)展，在機(jī)器人打磨技術(shù)的研究領(lǐng)域，我國(guó)還是有一些發(fā)言權(quán)的。［1］中國(guó)目前正在努力實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)趕超，而經(jīng)濟(jì)開(kāi)展絕對(duì)避不開(kāi)工業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)步，機(jī)器人替代人類(lèi)進(jìn)行工廠(chǎng)的繁瑣工作，在提高工作效率的同時(shí)能夠解放生產(chǎn)力，能夠?yàn)橹袊?guó)的經(jīng)濟(jì)開(kāi)展做出巨大的奉獻(xiàn)。但是中國(guó)在工業(yè)機(jī)器人研究領(lǐng)域存在的問(wèn)題相當(dāng)大，研究進(jìn)度緩慢，研發(fā)的很多機(jī)器人不能到達(dá)預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，如果從國(guó)外購(gòu)置機(jī)器人，價(jià)格方面是一個(gè)很大的問(wèn)題，這樣的形勢(shì)壓力下，要求中國(guó)科研人員加緊開(kāi)展對(duì)機(jī)器人的研究工作，讓國(guó)內(nèi)大局部工廠(chǎng)都能使用性能較好的機(jī)器人進(jìn)行重復(fù)性作業(yè)。機(jī)器人打磨程序編譯困難當(dāng)前中國(guó)使用的工業(yè)機(jī)器人主要是按照預(yù)設(shè)的程序進(jìn)行工作的，機(jī)器人在編譯程序的驅(qū)導(dǎo)下，將打磨過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)的點(diǎn)都打磨一遍。這樣的方法能夠讓機(jī)器人做出一個(gè)個(gè)重復(fù)的動(dòng)作，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品之間沒(méi)有明顯的差異。［2］但是，預(yù)設(shè)的程序的編譯時(shí)相當(dāng)困難的，因?yàn)閷?duì)一個(gè)工作面進(jìn)行打磨，需要編譯人員對(duì)軌跡進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，一旦平面上的點(diǎn)太多，程序就很難，也很難校檢。另外，編譯專(zhuān)業(yè)人員的培養(yǎng)也是很難的，這就導(dǎo)致這樣的機(jī)器人如果想要改變工作類(lèi)型，是需要工作人員付出大量努力的。機(jī)器人打磨工作情況難以反應(yīng)機(jī)器人只是根據(jù)程序?qū)ぜM(jìn)行打磨，完成規(guī)定任務(wù)，機(jī)器人夾取工件的方式比擬少，不同尺寸和形狀的工件夾取方法很有可能相同，這就容易引起加工精度低等現(xiàn)象。［3］對(duì)于一些要求不高的物品來(lái)說(shuō)，這些加工誤差可以被忽略，但是對(duì)于一些精密儀器來(lái)說(shuō)，這樣的誤差是不能容忍的。引起這樣的問(wèn)題的主要原因是機(jī)器人打磨的控制系統(tǒng)有漏洞，當(dāng)前很多機(jī)器人的控制系統(tǒng)都是屬于開(kāi)環(huán)控制，系統(tǒng)中沒(méi)有反應(yīng)機(jī)制，機(jī)器人只需要按照系統(tǒng)指示工作到底，至于工作結(jié)果如何，系統(tǒng)并沒(méi)有一個(gè)評(píng)定。當(dāng)下最值得研究的問(wèn)題，就是如何為機(jī)器人打磨系統(tǒng)添加適宜的反應(yīng)機(jī)制，讓機(jī)器人能夠時(shí)刻根據(jù)打磨進(jìn)度和打磨要求及時(shí)調(diào)整工作。選取適宜的機(jī)器人類(lèi)型進(jìn)行打磨機(jī)器人打磨技術(shù)的關(guān)鍵就在于利用機(jī)器人對(duì)工件進(jìn)行打磨，所以機(jī)器人的選擇是打磨質(zhì)量的關(guān)鍵性影響因素。［4］機(jī)器人能夠進(jìn)行的工作內(nèi)容和機(jī)器人設(shè)計(jì)的合理性對(duì)工作完成度的影響甚大，如果機(jī)器人法蘭盤(pán)的活動(dòng)區(qū)域太小，那么機(jī)器人在完成比擬大的工件平面打磨的時(shí)候，打磨工作會(huì)很難進(jìn)行，因此選取適宜的機(jī)器人類(lèi)型對(duì)工件進(jìn)行打磨時(shí)很有必要的。設(shè)計(jì)合理的末端夾具機(jī)器人的末端夾具連接在機(jī)器人手腕部位，夾具樣式的不同決定了機(jī)器人能夠進(jìn)行的工作種類(lèi)。打磨用機(jī)器人的末端夾具是打磨頭，對(duì)打磨機(jī)器人來(lái)說(shuō)，不同的工件需要工作的打磨區(qū)域不同，設(shè)計(jì)合理的末端夾具能夠確保打磨工作的順利進(jìn)行。選取適宜的主控制器打磨機(jī)器人所打磨的工建雖然不盡相同，但是在主控制器這一方面的要求卻是一致的，主控制器需要保證機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。從對(duì)機(jī)械類(lèi)儀器的了解中可以得知，機(jī)器的內(nèi)部越復(fù)雜，機(jī)器越難以保持穩(wěn)定狀態(tài)，控制系統(tǒng)也是一樣的，需要控制的東西越多越復(fù)雜，控制工作就越難以進(jìn)行。所以選擇適宜的主控制器對(duì)于打磨工作的幫助是巨大的，選取控制器主要從以下兩方面來(lái)考慮：第一，選取適宜的主控制器種類(lèi)。［5］當(dāng)前市面上常見(jiàn)的主控制器有兩種，工控機(jī)、PLC工控機(jī)。與PLC工控機(jī)相比，工控機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠使得系統(tǒng)對(duì)打磨過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠?yàn)橄到y(tǒng)存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)和程序，這樣的特點(diǎn)使得工控機(jī)比擬適合應(yīng)用于大型控制系統(tǒng)。［6］有得必有失，大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)會(huì)為設(shè)備添加太多的負(fù)荷，更加容易損壞。相對(duì)而言，PLC工控機(jī)就比擬平安，這類(lèi)主控制器各方面的指標(biāo)都比擬協(xié)調(diào)，抗干擾能力也比擬強(qiáng)，適用于干擾比擬大的場(chǎng)所。另外，PLC工控機(jī)的操作相對(duì)工控機(jī)而言比擬簡(jiǎn)單，適合新手入門(mén)級(jí)的學(xué)習(xí)和使用，因而受眾更廣泛。第二，選取適宜的主控制器型號(hào)?；趯?duì)當(dāng)下PLC工控機(jī)被廣泛應(yīng)用的現(xiàn)狀的考慮，為機(jī)器人控制系統(tǒng)選取適宜的主控制器型號(hào)也變得相當(dāng)困難。PLC工控機(jī)的開(kāi)展相當(dāng)迅速，而且還在短板處不斷創(chuàng)新，向著大數(shù)據(jù)容納的目標(biāo)邁進(jìn)。［7］不同型號(hào)的PLC工控機(jī)的設(shè)計(jì)方向不同，日本德國(guó)等都是這方面比擬先進(jìn)的國(guó)家，這些國(guó)家在主控制器功能的開(kāi)發(fā)商都有不同程度的延伸，選取PLC工控機(jī)的時(shí)候要考慮控制系統(tǒng)需求的容量，以及程序是否方便等多方面因素。選取適宜的傳感器傳感器作為控制系統(tǒng)中極其重要的組成局部，主要是將感應(yīng)到的相關(guān)內(nèi)容通過(guò)特設(shè)的系統(tǒng)傳遞出去。傳感器的種類(lèi)也很多，主要是按照感應(yīng)到的信息不同進(jìn)行區(qū)分的，距離、溫度、濕度、摩擦力、壓力等等都可以是感應(yīng)器的感知內(nèi)容。［8］不同的傳感器的工作性質(zhì)不同，稱(chēng)重傳感器和壓力傳感器都可以應(yīng)用到打磨機(jī)器人的控制系統(tǒng)中，但是二者之間還是有細(xì)微的差異的，并且這兩類(lèi)傳感器還能細(xì)分為更多的類(lèi)型，以實(shí)現(xiàn)不同精度的打磨需求，所以要想為打磨機(jī)器人配備適宜的控制系統(tǒng)，傳感器就要選擇適宜的類(lèi)型。未來(lái)的工業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器人全面替代人類(lèi)進(jìn)行一些高強(qiáng)度高難度以及重復(fù)性工作根本已成定局，抓住時(shí)機(jī)搶占先機(jī)是時(shí)代對(duì)中國(guó)研究人員提出的要求。文章正文對(duì)機(jī)器人的開(kāi)展進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并對(duì)機(jī)器人打磨系統(tǒng)控制技術(shù)的改良提出了一點(diǎn)自己的看法，但是該項(xiàng)技術(shù)還存在不少需要深入研究才有可能解決的問(wèn)題，比方坐標(biāo)系如何建立以及控制核心如何確保精準(zhǔn)度等問(wèn)題，這些都是阻礙機(jī)器人打磨技術(shù)開(kāi)展的不利因素，如何處理是當(dāng)下機(jī)器人打磨領(lǐng)域急需思考的問(wèn)題。[1]于復(fù)生，徐升明，杜桂林，等.基于S7-200PLC的散熱片自動(dòng)化裝配的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技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