机器人在生产线优化控制中的应用_续伟.pdf

Application 创新应用180 电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月道，顺利完成既定生产目标任务，增强自动上下料能力，逐步扭转了工业生产方式。现阶段，随着技术经验的积累，越来越多的技术团队尝试将工业机器人与数控技术进行集成，借助PLC控制技术，对整个生产流水线开展实时控制，旨在稳步提升系统可靠性与稳定性，不断提升工业生产线的自我调节、自我控制能力。从实际效果来看，通过PLC控制技术全方位参与，自动化上下料工业机器人运行精度得到提升，服务功能得到强化，可以适应更为复杂工况环境，并且还具备重复编程能力，更好地满足工业生产需求。2 自动化上下料机器人生产线的控制技术优化 自动化上下料机器人生产线控制优化中，为确保控制精准度、灵敏度，技术人员要立足工业机器人构成，明确控制系统优化思路，设定控制系统关键环节，为后续技术应用提供方向性引导。（1）自动化上下料机器人生产线模块化控制思路。为稳步提升自动化上下料机器人生产线控制系统的控制属性，确保数据准确获取与高效交互，切实满足自动化上下料机器人生产线运维管理要求。技术人员在控制系统开发建设环节，要遵循模块化设计思维，实际技术应用环节，对控制系统进行功能整合，将系统划分为若干功能完善、结构独立的检测单元模块，检测单元模块既可以单独完成针对性的性能试验、监测以及反馈，又能够根据实0 引言工业机器人体系现代化布局，推动工业制造的智慧化、高效化。由于持续投入资源，进行自动化上下料机器人迭代升级，借助数据驱动，打破上层控制系统与底层生产线的隔绝状态，构建垂直化生产机制，推动工业产量和效率稳步提升。1 数控技术与工业机器人技术的融合数控技术与工业机器人的技术融合，促进了柔性生产线有效布局，构建模块式、开放式的控制机制，确保上下料机器人可以根据运输装卸对象的差异性，及时调整运输策略，保证生产效能。随着工业体系逐步升级，工业机器人使用频率，使用数量逐渐增加，在很大程度上，提升了工业制造能力，降低了总体成本，但是从实际经验来看，工业机器人生产线在规划、设置过程中，往往需要投入大量资源，进行配套设施的布局，形成完整的工业机器人体系，确保物料配送、加工制造、运输存储等活动有序开展1。为顺利达成上述目标，提升不同工业机器人之间的协作能力，技术团队将数控技术引入到工业机器人领域，通过技术融合渗透，探索柔性制造系统，这种柔性制造系统不仅有着较强的工作能力，可以完成高精度加工任务，还能够根据实际需要，进行模块化生产作业，实现生产线灵活布局。例如技术团队通过将工业机器人、辅助设备进行联网组线，构建数据共享渠作者简介：续伟，中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司；研究方向：仪器仪表及自动化。收稿日期：2023-03-14；修回日期：2023-06-12。摘要：阐述自动化技术在上下料机器人生产线中的应用，探讨控制技术优化和控制应用策略，包括控制系统结构布局、总体功能设计、系统的监控体系创建。关键词：自动化技术，生产线，机器人，生产流程。中图分类号：TP242文章编号：1000-0755(2023)06-0180-02文献引用格式：续伟，刁东镇，赵金成.机器人在生产线优化控制中的应用J.电子技术,2023,52(06):180-181.机器人在生产线优化控制中的应用续伟，刁东镇，赵金成(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452)Abstract This paper describes the application of automation technology in the loading and unloading robot production line,discusses the control technology optimization and control application strategy,including the control system structure layout,overall function design,and the establishment of the system monitoring system.Index Terms automation technology,production lines,robots,production processes.Application of Robot in Optimal Control of Production LineXU Wei,DIAO Dongzhen,ZHAO Jincheng(CNOOC Energy Development Co.,Ltd.Engineering Technology Branch,Tianjin 300452,China.)Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月 181际要求，进行检测单元模块整合，实现对整个自动化上下料机器人生产线测试工作。自动化上下料机器人生产线控制系统模块化开发建设中，技术人员要着眼必要性源自测对象的特殊性，围绕特殊性，进行系统布局与结构调整。考虑到自动化上下料机器人生产线类型多样、结构复杂，运维管理对象有着极强的不确定性，技术人员在整个控制系统开发中，要立足发动机、电机、控制系统试验测试要求进行技术布局，形成相对独立的试验单元，最大程度增强控制系统的通用性。（2）自动化上下料机器人生产线精准化控制思路。自动化上下料机器人生产线控制系统在性能优化环节，技术人员要充分吸收过往经验，从控制动作的精准性、数据共享的高效性等层面入手，有组织、有计划地开展系列控制系统优化工作。具体来看，技术人员应当充分利用现有技术资源，以PLC技术为前提，形成完整技术架构，将不同机器人终端设备贯通起来，形成集约化控制机制。例如，技术人员可以借助MES模块实时获取PLC中各单元模块的数据信息，并及时进行通过显示器等设备，完成数据有效获取，开展实时分析，实现自动化上下料机器人生产状态在线评估，根据评估结果，借助统一调用程序，驱动设备完成相关操作，实现生产活动自动化。3 自动化上下料机器人生产线的控制应用策略自动化上下料机器人生产线控制的构建与优化，要求技术人员遵循既定技术思路，综合技术要素、人力要素，制定合理举措，完善控制系统结构，优化控制系统功能，提升自动化上下料机器人生产线自我调节能力。（1）完善控制系统结构布局。自动化上下料机器人生产线控制体系优化环节，技术人员需要以PLC设备作为主控设备，将其作为控制系统核心环节，进行控制层、设备层、MES层布局。具体来看，MES层主要承担订单管理、过程调控、质量监控，是整个控制系统前端数据获取模块。为保证MES层对于数据信息处理能力，实现与主控PLC的数据交互。应当综合论证、评估各项数据，使用功能强大的数据采集引擎，在硬件模块、软件系统加持下，对自动化上下料机器人数据获取方式开展整合。考虑到控制系统功能定位，MES层框架搭建过程中，需要确保与中控系统的连接属性，使得MES层可以有较高的数据获取权限，直接访问自动化上下料生产线各类数据，逐步建立起与自动化上下料机器人、PLC控制器之间的技术联系，增强控制系统柔性，降低后期功能拓展的难度。控制层主要承担数据采集、流动、控制等任务，在控制层全方位参与下，自动化上下料机器人可以根据生产任务，实时拓展PLC模块，定向进行编程以及HMI工控组态，借助这种功能布局，保证了控制层自身的独立性。设备层主要承担完成上下料输送、装卸的任务，在功能设计中，技术人员应当做好设备选型，避免上下料设备选型不当，造成物料毁损的情况。（2）丰富控制系统总体功能。为最大程度增强自动化上下料机器人状态可控性，技术人员要利用PLC技术，在控制系统内部，采取以工业以太网为基础的信息交互模式，通过交互模式构建，稳步提升数据传输的稳定性。例如多数技术人员，着眼自动化上下料机器人使用场景，采取分布式I/O模式，降低MES层、控制层、设备层之间数据共享时间成本，实现控制系统运行灵敏性与精准性。考虑到以往经验，控制系统优化过程中，技术人员要设定系统工作节拍、动作循环指令，借助这种方式，使得整个控制系统可以调节自动化上下料机器人生产动作。以某石油化工自动化上下料机器人为例，通过梳理在加工工艺、工艺流程，将机器人上下料时间间隔控制在30s。同时，考虑自动化上下料机器人定期修养、保养、暖机、毛坯工件搬运等时间损耗情况，对自动化上下料机器人生产节奏做出调整，完成动作循环，最大程度提升自动化上下料机器人运行稳定性，降低设备故障发生率。（3）构建控制系统监控体系。自动化上下料机器人控制系统优化过程中，技术人员应当做好实时监控功能的布局，将工艺设计、排产调度、状态检测等功能纳入控制系统之中，通过功能完善与健全，对自动化上下料机器人运行状态得到精准调控，避免监控功能不完备，影响实际使用情况。技术人员通过布设传感器，更新软件系统，实现数值越界报警、报警定位、监控信息传输、工艺参数监控，借助科学化、系统化，工作人员能够实时掌握自动化上下料机器人生产线有关数据，对于生产线运行中出现的故障，及时进行定位预警，提升故障排除效率。同时在监控体系辅助下，自动化上下料机器人可以及时修正运行状态，调整生产模式，确保生产任务的有效达成。4 结语自动化上下料机器人实现了物料运输、成品加工的智能化与高效化，减少了对人工劳动依赖程度，不断提升生产效率，压缩成本支出。文章从工业机器人控制系统出发，着眼自动化上下料机器人功能定位，合理进行控制系统硬件布局与软件设置，持续优化控制效能，稳步提升自动化上下料机器人运行稳定性，延长使用寿命，增强机器人服务能力。参考文献1 刘尧,胡博,张辉,郭强,张勇军,李宏毅.数控机床上下料机器人运动控制轨迹优化研究J.测控技术,2021,40(06):32-38+70.