工业机器人控制系统及其在玻璃加工设备的应用探析

工业机器人控制系统及其在玻璃加工设备的应用探析

王刚

东莞南玻工程玻璃有限公司   广东东莞  523000

摘要：伴随玻璃产品市场行业的持续发展，对加工设备总体控制功能方面的要求逐步提高。而为能够达到高效化加工作业的目的，提高总体的加工水平，则就需提高对工业机器人整个控制系统应用的重视度，把该系统合理应用至玻璃加工基础设备当中，赋予设备系统更为强大的控制功能，充分满足玻璃产品高效加工作业的需求。鉴于此，本文主要对工业机器人整个控制系统开发设计，玻璃加工基础设备当中该控制系统的应用情况进行分析探讨，旨在为业内相关人士提供实践参考。

关键词：玻璃；控制系统；加工设备；工业机器人；应用；

0前言

现阶段，我国在工业机器人先进技术研发及应用水平上有所提升，此项技术也逐渐被应用至工业生产及加工领域中，所起到的辅助加工及控制作用十分显著。因而，对玻璃加工基础设备当中工业机器人整个控制系统开展综合分析，具有一定现实意义。

1 工业机器人控制系统

1.1硬件系统

本工业机器人的控制系统当中，以PC机和运动控制卡分别作为系统控制核心、控制主件。图1为控制系统整体架构。关于系统运行流程，主要是操作者借助设备在计算机内部键入所需执行命令，待计算机借助控制程序，将所接收命令传至控制卡，而后，控制卡结合运动命令，向驱动装置输出方向及脉冲信息，驱动装置结合所获取信息，完成三相交流电的输出，对电机产生驱动作用，促使其转动[1]。驱动装置把电机转动点位信息反馈至驱动装置中，由驱动装置来对比实际数值与测量数值之间的差值，促使误差信号生成，对电机位置进行监控及优化调整。如图2，该控制系统主要配置了雷泰DMC数字式运动控制卡为控制装置，将其插入PC机对应 PCI插槽内，便于连接驱动装置。 此次所配置驱动装置主要为SGDB-30ADD、SGDB-15ADP、SGDB-10ADP这三种型号。

图1控制系统整体架构示意图

图2 雷泰DMC数字式运动控制卡示意图

1.2软件系统

如图3，该控制系统当中，设有信息读取、回零、手动、自动、参数设置、示教设置、轨迹规划这几个功能模块。信息读取功能模块，负责获取关于机器人整个系统装置初始位置，电机抱闸启动，电机使能，控制卡负责起到控制作用； 回零功能模块，即机器人整个控制系统由初始位置逐渐返至原点位置整个运动过程；手动功能模块，属于单轴运动，点击界面上对应轴的一个运动按钮，则轴就依照所设运动参数便可完成动作任务；自动功能模块，即机器人整个控制系统处于比较正常状态之下的运行模式；参数设置功能模块，即设置系统程序各项的运行参数，包含机器人总体运行速度与其加速度、减速比、原点位置、关节结构实际尺寸大小等，为程序调整及其运行维护提供便利条件；示教设置功能模块，即负责完成机器人整个运行姿态及其位置的设定，并明确动作顺序相关信息[2]；轨迹规划功能模块，该功能模块主要涉及优选轨迹类型、设定轨迹始末对应点位坐标等。合理设定轨迹规划之下，系统的运行轨迹更能符合预期。因程序设计中，无需考虑到轨迹比较准确的起始点及终点，仅需依照通用算法及设计程序便可达到良好的设计目的，且该轨迹规划可促使机器人整个控制系统程序得以简化。此外，该系统依托 VC++6.0系统编程环境，将以对话框为基础下的新工程确立起来，在对话框当中进行操作控件的设计，则主操作系统界面生成，见图4。

图3 控制系统内部功能模块示意图

图4 控制系统的主界面示意图

2 玻璃加工设备中工业机器人控制系统的应用

2.1在玻璃搬运方面

该控制系统应用于玻璃加工设备当中，针对搬运模块方面，主要是将玻璃稳固地安装至末端执行装置上。当机器人处于运动状态下，会带动玻璃同步移动，达到搬运玻璃的目的。在固定玻璃时，往往需要考虑夹持作业或吸附作业这两种方式的选用，但由于玻璃总体尺寸大、本体较薄，玻璃表面部位相对光滑平整，叠放多块玻璃之后，会增加夹持工具设计应用难度，所以，更适用于真空吸附作业这种方法，仅需合理设计气流通道，就能够更好地吸附放置玻璃。此次就是借助真空吸附作业方法，完成玻璃固定操作。先把真空吸盘设于机器人设备的末端位置，气源接通之后，由控制卡负责提供通用型的I/O 口，达到对真空吸盘有效控制的作用。机器人的整个控制系统应用至玻璃搬运加工作业设备中，所设平台除了包含机器人外，还有转换台和玻璃架等。玻璃架与转换台分别设于机器人的一侧、正前方。放置待吸取的部分玻璃块至玻璃架上面，作业期间应当先把玻璃架调整至最适宜位置，再把万向轮直接锁紧，确保它处于运行状态中可以维持同等位置。机器人属于玻璃吸取作业中任务执行的核心装置，装置末端位置设有吸取玻璃所用的一个真空吸盘[3]。当机器人逐渐移动至所需吸取位置之后，运行终止，打开真空吸盘把玻璃吸住，机器人从玻璃吸取处离开，移动至转换台，则真空关闭，把压缩空气吹出，确保玻璃尽快从真空吸盘当中脱离出来。

2.2在吸取路径方面

当该机器人逐渐回零之后，便能够结合现场机器人、玻璃架、转换台等实际摆放位置，明确最适宜路径点，但需确保机器人整个控制系统不会和玻璃架，还有部分周边机构等存在位置干扰情况，保证选取最短的运行路径，尽量将运行时间缩短至合理范围，达到高效作业的目的。同时，实现对玻璃材料的有效吸取作业，确保吸取位置能够维持玻璃块整个中心位置。表1是在机器人整个控制系统支撑下，结合玻璃架、机器人、转换台等现场放置位置情况，所获取玻璃自动完成上料作业的路径点相关数据。

表1  机器人的控制系统之下玻璃自动完成上料作业的路径点数据汇总

2.3在搬运姿态方面

下列为机器人整个控制系统末端位置的执行装置，其应用玻璃产品搬运设备过程中的整个运行姿态：处于竖直位置中对应玻璃产品位置，为吸取玻璃提供便利条件，吸取玻璃之后，从玻璃架绕过，移动到所设转换台上面位置，逐渐翻转到所要求水平状态，在转换台上妥善放置玻璃产品即可。

3 结束语

综上，为研发应用最适用于玻璃加工基础设备当中的控制系统，则就需引入工业机器人先进技术，以此为基础进行控制系统的开发设计，并将其合理应用至玻璃加工基础设备当中，便于更好地辅助开展玻璃搬运及其控制工作，明确吸取路径及搬运姿态，达到玻璃加工设备的控制目的。

参考文献：

[1]李小平.双机器人玻璃掰片系统及作业规划方法研究[D].广东工业大学,2019.

[2]卢彦林.工业机器人技术在异型玻璃磨边加工中的应用[J].山东工业技术, 2019(6):1.

[3]刘汝发,刘达,程依春,等.一种基于工业机器人的玻璃钢船艇加工的设备布局:CN202210279457.5[P].CN202210279457.5.2024.