李順治

（大慶廣播電視大學 黑龍江大慶 163000）

全社會各界對于載重汽車的需求量越來越大，這也就導致板簧制造生產(chǎn)企業(yè)獲得了較大的市場空間。但是在板簧制作過程中，首先需要進行淬火，要將板簧放置加熱爐中進行加熱操作，直到達到預定的溫度之后才能夠進行下一階段的加工。這樣就很有可能因為高溫環(huán)境而構成對工人身體健康的不利影響，因此應用機器人來替代傳統(tǒng)人工工作模式來進行淬火操作是十分重要的。

一、板簧淬火輔助機器人工位分布

與其他領域工業(yè)機器人不同，板簧淬火輔助機械的位置是固定的，不需要移動。當檢測到板簧已經(jīng)加熱至預期的溫度之后，就開始向機器人發(fā)出執(zhí)行指令，由機器人驅(qū)動末端執(zhí)行單元來夾住板簧，并放置在相應的傳送帶上。為了確保放置的位置合理，一般來說，還需要在機械人上裝設視覺傳感器，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對機器人全部區(qū)域物理形態(tài)的實時監(jiān)控，查看板簧是否已經(jīng)出爐。同時也能夠?qū)寤傻某叽缧吞栆约皵[放形態(tài)通過相應的顯示屏進行展示。完成了這些操作之后，機器人就可以進入待機狀態(tài)，等待下一階段的指令。在機器人的夾具上，也裝設了視覺傳感器，這樣就能夠同時對淬火機處理的過程進行監(jiān)測。一般來說，最好是在板簧淬火生產(chǎn)線上安裝兩臺機器人或以上的機器人，采取就近原則來確定哪一臺機器人來操作。[1]

圖一 機器人工位圖

二、板簧淬火輔助機器人工作流程

在板簧還在淬火爐中加熱時，機器人是不需要執(zhí)行任何指令的，因此是處于待機狀態(tài)，隨時等候系統(tǒng)發(fā)來的指令。但是如果板簧完成了加熱操作，就會出爐，并且最終滑落到傳送帶上。此時，要想確保機器人的機械手能夠精確地夾住板簧，那么就必須要依靠視覺控制系統(tǒng)將板簧的真實尺寸信息以及相應的擺放狀態(tài)傳入到機器人的中央處理系統(tǒng)中去，最終通過變換機械手的位置以及夾握姿勢就能夠穩(wěn)定夾住。夾具臂和板簧平臺要保持垂直的狀態(tài)。從很多實際工作中可以發(fā)現(xiàn)，并不是每一次機械手都能夠夾起板簧。如果無法一次夾起板簧，就需要進行第二次視覺檢測，重新確定板簧的狀態(tài)，然后進行重復夾取。此時就能夠吸取第一次失敗過程的經(jīng)驗，將差錯信息利用起來，提高夾取的成功率，最終完成此次板簧夾取過程。[2]

三、板簧淬火輔助機器人工作流程

（一）板簧淬火輔助機器人執(zhí)行系統(tǒng)設計

執(zhí)行系統(tǒng)是十分重要的，直接影響到板簧夾取的效果。首先必須要確保動力充足，由于機器人是固定的，那么也就需要設計成回傳臺的形式。動力來源使用的是伺服電機，通過控制系統(tǒng)提供信號以及改變參數(shù)來實現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)動的速度控制。其次，要做好機器人位置的設計，最好是能夠?qū)C器人固定在兩臺淬火機中心正前方。機器人底部最好使用萬向輪，不要完全固定在地面，這樣有利于對機器人進行檢修和維護。在需要機器人工作時，要確保其能夠穩(wěn)定在地表，只需要這些萬向輪帶有剎車定位功能即可。通過伺服電動缸來為機械臂轉(zhuǎn)動或者是夾取提供動力來源。此外，由于生產(chǎn)車間環(huán)境比較狹窄并且工況復雜，因此可以盡量縮小結(jié)構設計所占用的空間，這樣有利于提高控制效果。[3]

（二）板簧淬火輔助機器人控制系統(tǒng)設計

在機械人采集到信號，并且到最終的執(zhí)行單元完成操作，都是需要由控制系統(tǒng)來進行控制的。其中所使用到的視覺傳感器，需要確保其精度達標，具有較高的分辨率。因此，要做好處理芯片的選型，要能夠滿足高精度數(shù)據(jù)處理的需求，特別是對電機控制信號的高速處理，以便提高控制的效果。并將整個系統(tǒng)運行的狀況以及機器人的實際工況進行在線監(jiān)控，通過上位機傳輸?shù)斤@示屏上，以便相關工作人員能夠?qū)ο到y(tǒng)運行狀況進行把控?？刂葡到y(tǒng)的設計可以采取模塊化設計方法，每一個模塊根據(jù)不同的功能來劃定，以便后期進行功能升級以及檢修，提高了工作效率，降低了成本支出。[4]