工业机器人的不锈钢抽油烟机自适应打磨系统的开发研究

梁淘

摘 要：在本篇文章中，主要从人工打磨不锈钢抽油烟机的实际操作情况入手，在了解不锈钢打磨要点的基础上将工业机器人技术、PLC控制以及力反馈技术相互归纳到一起，借助气动执行元件对结构进行设计，进而达到基于机器人自适应不锈钢抽油烟机打磨系统的开发目标。从该项设备的运行情况来看，其具备较高的优势，本身不仅适合引进于各种各样的不锈钢抽油机产品中，同时还能够有效的提升生产效率，保障产品的合格性。

关键词：工业机器人;不锈钢抽油烟机自适应打磨系统;开发情况

在生产制作环节中，打磨加工是一项非常重要的技术，该项技术由于性能良好，因此被广泛引进到了不锈钢以及陶瓷等产品制作中，其和产品加工成本以及质量有着直接的联系。长时间以来，对不锈钢抽油烟机外壳进行抛光打磨的时候，通常是使用以往单一的手工方式，当使用这种方式进行打磨的时候，打磨头受损现象比较的明显，操作人员应当根据工件对打磨方向加以调整，以此提升打磨的效果。不过，此项传统方式存在的缺陷较多，工作效率低，无法确保人员的安全性。所以，就需要摒弃以往的人工打磨方式，引进新型且安全的打磨方式来实施工作。把工业机器人技术和打磨工艺相互结合到一起，对于工业领域良好运行有着积极的作用。

1、对于打磨系统整体方案的规划

1.1打磨系统基本操作原理

现阶段，为了补偿打磨头受损现象，机器人需要完成复杂的轨迹，进行编程控制的时候，应当使用复杂的算法，不过，从实际情况来看，此种解决方式具有一定的被动性特征，其本身并不是按照打磨头的实际运行情况进行补偿的，这样一来，就会使得打磨效果和质量受到影响。

要想解决以上出现的情况，在本文中，主要研制出了工业机器人加自适应气动打磨头的新型打磨系统，这一系统并非是单纯的依靠机器人本身进行补偿磨损。系统具备良好的柔性和灵活性。

工业机器人和PLC主要是实施通信，按照打磨运行轨迹来调整PLC的打磨压力、速度以及参数等，通过对其进行全面的控制，获取准确的数据。补偿打磨头磨损的恒压气缸可以自动化的进行补偿，其能够有效加深打磨头和工件之间的接触，增强打磨压力的准确性。与此同时，对于相关的系统来讲，还可以借助打磨行走曲线和比例流量阀对气体流程进行调整，智能化控制打磨效率，从而发挥出不锈钢抽油烟机的打磨效果。

1.2打磨系统方案的落实

当前，整体系统设计包含了多个环节，分别是机器人、电气控制系统、辅助装置以及末端执行装置。将恒压气缸安装于机器人和工件之间的第六轴末端，然后在恒压气缸活塞杆端部安装打磨头，通过合理的控制恒压气缸活塞杆压力达到打磨压力恒定的目的。将抽油烟机放置于变位机工装之后，工作人员需要开启系统，机器人负责打磨工作。从运行情况来看，此种方式产生的效果良好，既可以有效緩解人员的工作压力，同时还能够加快工作进度。

2、对于气动系统的设计

气动系统设计包含了两点，分别是恒压控制气动回路以及打磨转速控制气动回路。具体操作原理如下所示：

属于恒压控制气动回路。当前，根据电气比例阀和单向节流阀，将压缩空气运输到恒压气缸内，电气比例阀负责调整气体的压力，使其保持合理性，而单向节流阀则是调整气体内部的运转流量，在此基础上实现控制气缸活塞推力的目的。补偿打磨头磨损中的恒压气缸，本身能够自动化开展补偿工作，其既可以提升打磨头的精准性，缓解打磨压力，同时还能够加深打磨头和工件之间的结合性。当对设备进行调整测试的时候，可以应用开关按钮进行，如此一来便于对恒压气缸伸出或者是收缩现象进行有效的控制。

打磨转速控制气动回路。在切换断电情况的同时对打磨头启停进行控制，然后对打磨头上磨削盘的切削速度进行有效的调整。

3、设计机械结构

当前，对打磨装置展开机械结构的设计，然后制定标准图纸。

从功能来看，自适应打磨装置的一端需要固定于机器人第六轴，将气缸安装于装置中，而气缸活塞杆端部则是使用法兰对打磨头和传感器进行安装，依靠气缸活塞杆压力达到打磨压力恒定的目的。

自适应打磨装置组成结构相对而言比较的复杂化，分别是气动打磨头、力传感器、后法兰盘、橡胶保护套以及恒压气缸等。首先，气动打磨头将气动马达和打磨盘相互结合到一起，后法兰盘完成固定工作，与此同时，还需要将传感器安装于后法兰盘中，这样做的目的是对打磨压力进行有效的检验。恒压气缸属于一项重要的设施，加大对其的控制力度能够确保打磨横压力的合理性。

4、电气控制系统设计情况

打磨系统的电气控制包含了PLC以及人机交互多个方面。以PLC为控制要点，人机界面和通信是系统交互的重要组成部分，而模拟量输出模块是系统输出的主要部分。

4.1数字化电路设计

数字量电路具备一定的复杂性，其本身是由传感器和按钮相互组合形成，而控制指示灯和电磁阀则组合形成了数字量输出接口。

4.2模拟量电路设计

模拟量电路包含了模拟量输出以及模拟量输入两个方面。电路结构如下所示：

左侧是模拟量的主要输出部门，其通常是输出打磨压力值以及打磨转速值。安装在后法兰盘打磨头中间的力传感器检测打磨压力。其和SM332中的CH1和2输出相互组成了闭环。此项值属于一项电压值，通过模数转换交由PLC展开处理，它可以为PLC对打磨压力进行有效控制提供有利的依据。流量传感器和粉尘浓度检测传感器，主要是对打磨转速情况和周围环境进行全面的监督和测试。

右侧是模拟量输出部分，主要涉及到气动打磨头的驱动输出和恒压气缸的驱动输出。CH1和CH2相互连接到一起，形成比例阀，PLC按照力传感器中的值进行传输，然后控制打磨压力。CH3是根据流量阀来进行输出，以此控制打磨转速情况。

5、系统软件设计

5.1OB1主程序设计

其实主程序主要是对参数的初始化、和机器人的通信以及整项打磨过程进行有效控制的。

首先，PLC借助总线和机器人进行通信，掌握打磨头内的基本参数。假设存在着检测工件不合理现象，就需要耐心的进行等待。在符合要求之后，则是按照机器人传来的数据实施打磨工作。由于打磨轨迹不一样，因此，机器人传输的参数也是不一样的，针对于此种现象，必须有效的进行优化和改进，直到符合要求为止。

5.2FB41系统功能块设计

FB41属于PID运算功能块，其通常是对打磨头进行有效的调整，在恒压气缸自身的推力呈现出下降现象之后，可以根据下降的实际情况进行控制。

5.3ABB机器人编程

在该项环节中，主要应用RobotWare软件，它是ABB提供的机器人应用软件。程序的基本工作内容是对PLC进行初始化，和PLC进行通信，在满足打磨压力和转速要求的基础上，根据编程流程实施相应的打磨工作。

6、结语：

本文通过引进PLC控制技术、总线通信技术以及机器人编程等对抽油烟机进行打磨，其既可以缓解工作人员的工作强度，同时还能够保障产品质量。所以，将该项工艺应用于抽油烟机打磨工作中是很有必要的。

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