桁架机器人在汽车座椅安装生产线中的应用

于鹏

摘要：本文介绍一种简单桁架机器人的应用。汽车总装生产线使用机器人来搬运沉重座椅，不仅减少了劳动力，而且操作方便，定位精度高。座椅机器人可以根据座椅的大小、传输的远近、摆放的角度来进行调整。

关键词：桁架机器人；伺服电机；PLC

中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）02-0002-01

柔性化生产在现代化生产线中的使用的越来越广泛。自动化生产线已经成为今后制造工厂的一个必然趋势。机器人的应用将人类从单调繁杂的体力劳动中解放出来，从事更加富有创造性的工作。桁架机器人是能够实现自动控制的、基于空间XZU直角坐标系可重复编程的、适合不同任务的自动化设备。在汽车总装生产线上使用桁架机器人来摆放座椅，精度高，摆放位置准确、减少了人力劳动，提高了劳动生产率。

1 桁架机器人的构成和工作过程

汽車座椅搬运机器人由手抓、提升轴、旋转轴、传送轴，四个部分组成。系统启动后，自动回到原点位置，机器人进入等待状态，当有座椅排放在上料位置时，机器人自动向下伸出手臂，然后对座椅进行抓取，抓取完成后，提升手臂当提升到安全线以上时旋转手臂到设定好的角度，然后传送到下料位，到达下料位后，将座椅放在下料位置。完成一个循环后在上料位置继续等待下一个循环。

2 座椅机器人系统设计

座椅机器人因为需要传输位置的精确，选用了伺服电机作为执行单元，选用AB-PLC作为控制单元。伺服电机的具有精确度高、转速快、适应性强、稳定性好等优点。在系统运行过程中，因为伺服电机的高精度使座椅上下料位置准确，抓取位置准确。由于伺服电机力矩稳定、转速快可以提高生产节拍，使生产效率得到很大的提高。并且伺服电机重复性好，稳定性好，减少了系统故障发生的次数。通过定期的维护可以使设备一直完好的运转。

3 系统电路设计

系统主电路主要由3台伺服电机组成，三台伺服电机主要完成座椅提升下降功能、传送上下料位功能，座椅角度定位功能。系统在运行过程中可以使用手动和自动两种方式来运转设备，当采用自动运行时，设备按照设定好的步骤来进行设备的运转。在自动运转之前，要先对设备进行必要的参数设置和调试，调整好传动的位置和角度并使之适应相应的生产节拍。这样可以同时保证设备在连续运转过程中的连续性和可靠性。手动过程需要人为的操作。手动操作简单易懂、操作直观。在手动和自动操作过程中都对设备做了一定的保护。

4 搬运控制过程

控制系统主要由触摸屏和PLC来组成，触摸屏完成对整个系统的监控功能。在触摸屏上分为工程师级控制和用户级控制，在工程师级控制界面可以进行调整参数和设备调试。设备在正常工作前要在工程师级控制界面对设备进行一定的调试，同时，调整该系统的一些必要的参数：速度、距离、角度等等。在用户级控制界面主要是对现场设备的使用控制。触摸屏对设备的启动、运行、停止等信号进行读取和控制。触摸屏通过对下位机PLC发送指令来完成这些控制功能。PLC通过内部的逻辑来完成对现场设备的具体控制，现场设备通过对PLC输出模块发出控制信号来完成相应的动作。PLC控制流程主要包括对现场信号的采集，和对座椅手抓以及XZU轴伺服电机的控制。PLC主要根据各个状态位来完成整个系统的一个循环过程。控制过程如图1。

5 结语

本设备由AB系列小型PLC控制器和松下伺服电机组成整个系统，实现了搬运座椅的目的，并且该系统具有完整的报警功能，该设备可以通过网络监控实现真正意义上的无人值守功能。由于伺服电机的高精度定位功能，消除了系统在运行过程中的累计误差，使座椅摆放准确。实际运行情况证明了本系统具有可靠性高、自动化程度高、便于维护等特点，具有很大的应用价值，可广泛应用于搬运、码垛、等物流系统。

参考文献

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