盧蔚紅

（梧州職業(yè)學(xué)院，廣西壯族自治區(qū) 梧州 543002）

目前，電機(jī)端蓋生產(chǎn)以及安裝多是采用人工作業(yè)的方式進(jìn)行操作，但這一工作是十分繁雜的，且具有極強(qiáng)的反復(fù)性，往往一名工作人員需要重復(fù)作業(yè)數(shù)次。也正因如此，電機(jī)端蓋生產(chǎn)及安裝的效率難以提高。另一方面就電機(jī)端蓋的施工作業(yè)人工成本居高不下，還不可規(guī)避工作性質(zhì)的危險(xiǎn)性和不穩(wěn)定性。因此，想要提高電機(jī)端蓋生產(chǎn)的效率，控制人本造價(jià)的開支，就要結(jié)合新技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)電機(jī)端蓋自動(dòng)化生產(chǎn)。

1 基于國(guó)內(nèi)外，自動(dòng)線生產(chǎn)的研究現(xiàn)狀

就目前我國(guó)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線的研究來(lái)說(shuō)，所結(jié)合國(guó)外新技術(shù)手段中的仿真技術(shù)，對(duì)所設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行模擬仿真，此外也多結(jié)合工業(yè)新技術(shù)手段，以此改造原有的生產(chǎn)線，從而達(dá)到有效降低生產(chǎn)節(jié)拍，生產(chǎn)工藝提質(zhì)增效的目的。比如桑淑莉所利用的就是“IE方法”，以提高東軟飛利浦CT生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，以此整合生產(chǎn)的各項(xiàng)布局，以為生產(chǎn)工藝技術(shù)提質(zhì)增效。此外，像是盛英泰等人，對(duì)汽車的轉(zhuǎn)向節(jié)進(jìn)行了自動(dòng)化加工，通過(guò)EMPLANT物流技術(shù)APP，不僅可以提高工業(yè)生產(chǎn)的效度，還可以有效縮短工程施工周期。除此之外，針對(duì)于“傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型”生產(chǎn)線來(lái)說(shuō)，對(duì)其進(jìn)行改造和升級(jí)，一方面有效節(jié)約了勞動(dòng)成本。另一方面提高了產(chǎn)品的綜合性能。盛軍通過(guò)研究分析PIC的改造技術(shù)，把工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)以及電磁感應(yīng)等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，應(yīng)用到電機(jī)端蓋自動(dòng)化生產(chǎn)中，此外高凌等人通過(guò)分析某氣化自動(dòng)裝備進(jìn)行了模擬控制，繪制了各類通訊網(wǎng)絡(luò)圖，借助Simulink軟件的輔助，以達(dá)到了預(yù)期的自動(dòng)化既定目的。因此，就目前我國(guó)對(duì)自動(dòng)線的研究可知，諸多學(xué)者的研究側(cè)重點(diǎn)多在建立“信息模型”中，在眾多工藝設(shè)計(jì)路線中，選擇最為“優(yōu)質(zhì)”的工藝辦法。

而就國(guó)內(nèi)外自動(dòng)線相比，國(guó)外的工藝技術(shù)一直是較為領(lǐng)先的，除了在原有的基礎(chǔ)之上，對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行了改造和升級(jí)，還多把研究的側(cè)重點(diǎn)放在了自動(dòng)化基礎(chǔ)性生產(chǎn)之上，其研究的目的就是為了尋求可以創(chuàng)新的工藝流程，把自動(dòng)化生產(chǎn)工藝應(yīng)用于更為復(fù)雜的生產(chǎn)中去。比如GuncaTuncel等人，就依托于新技術(shù)手段，編制了數(shù)字化模型，在保證質(zhì)量生產(chǎn)的前提下，有效減少了部分生產(chǎn)工序，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)拍。不僅如此，利用數(shù)字處理技術(shù)，對(duì)整個(gè)編程模型進(jìn)行了評(píng)價(jià)，檢測(cè)該模型的合理性以及可靠性。Shwetank Avikal等人對(duì)不同的生產(chǎn)線進(jìn)行了生產(chǎn)工藝以及生產(chǎn)加工的評(píng)價(jià)，其方法同樣要求要減少加工中的不必要環(huán)節(jié)，以提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。不僅如此，國(guó)外諸多學(xué)者在自動(dòng)加工工藝技術(shù)研究方面，進(jìn)行了更多的探索和研究，比如Vichare、Nassehi等人，就提出了數(shù)字控制加工的處理辦法，主要就是利用自動(dòng)化生產(chǎn)工藝，對(duì)集中化生產(chǎn)進(jìn)行參查研究工作。而H. Chehade， A. Dolgui，F(xiàn).就自動(dòng)化生產(chǎn)線提出“多樣化”的目標(biāo)辦法，選擇較為適配的工作站，并綜合考量其參數(shù)、技術(shù)、設(shè)備等，研發(fā)了“NSGA-II型遺傳算法”最后，受益于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展下，就國(guó)內(nèi)外的機(jī)器人生產(chǎn)線等設(shè)備，被廣泛應(yīng)用到工業(yè)制造領(lǐng)域中，此外基于新時(shí)期下，各類新興企業(yè)的迅速崛起，中國(guó)“一帶一路”的發(fā)展，中國(guó)各高校人才培養(yǎng)計(jì)劃等，直接推動(dòng)著自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展。但是就目前來(lái)說(shuō)，我國(guó)的自動(dòng)化生產(chǎn)線，還存在一定的局限性和滯后性等問(wèn)題，比如就人工操作，以及生產(chǎn)線是否可以結(jié)合新技術(shù)手段，或者是依托于國(guó)外技術(shù)進(jìn)行拓展和延伸等，這類問(wèn)題是值得研究的，而所存在的問(wèn)題，更是需要亟待解決的。

2 電機(jī)端蓋自動(dòng)化生線軟硬件集成控制系統(tǒng)

2.1 可編程控制器(PLC)

電機(jī)端蓋自動(dòng)化生產(chǎn)中，使用可編控制器的優(yōu)勢(shì)在于，一方面可以滿足市場(chǎng)的實(shí)際需要。另一方面則是可以提高電機(jī)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，提高產(chǎn)品的整體性能。更是基于現(xiàn)階段生產(chǎn)背景下，適用于新產(chǎn)品、新工業(yè)的控制設(shè)備?？删幙刂破饕簿褪荘IC，是由CPU、電源、輸入、輸出單元以及儲(chǔ)存器這五大部分所共同組成的，換句話說(shuō)，就PIC的本質(zhì)是一臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)。多被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制以及其他硬件結(jié)構(gòu)中。此外就PLC的“抗干擾性”極強(qiáng)，可以被廣泛適用于各類復(fù)雜生產(chǎn)作業(yè)中去，可編程控制器更是各類工業(yè)控制的基礎(chǔ)，不僅可以兼顧“外擴(kuò)”的功能，還可以和整個(gè)控制器形成一體化的整體，其本質(zhì)都是為了滿足功能系統(tǒng)的實(shí)際需要。但是有一點(diǎn)需要特別注意的是，就可編控制器的端口數(shù)量是需要適度使用的，以避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況。除了上述所提到的各類原則以外，就PIC的型號(hào)是需要考慮，輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)，以及電源型號(hào)等諸多方面的問(wèn)題?？傊碗姍C(jī)端蓋自動(dòng)化生產(chǎn)中，可編控制器的選擇，是要進(jìn)行綜合考量的，以功能性能選擇為優(yōu)先，其次就是性價(jià)比。

2.2 傳感器的選擇

在電機(jī)端蓋自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，有諸多設(shè)備在對(duì)電機(jī)端蓋進(jìn)行加工或者是搬運(yùn)的過(guò)程中，都會(huì)出現(xiàn)不同的“反饋”，比如機(jī)器人的手抓在抓電機(jī)端蓋時(shí)，手爪是否有移動(dòng)或者是不穩(wěn)的情況出現(xiàn)。這類“反饋信號(hào)”的發(fā)出是需要接觸開關(guān)后所觸發(fā)的。目前市場(chǎng)上有很多不同生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)了不同的接近開關(guān)，一般都會(huì)根據(jù)被檢測(cè)物體的實(shí)際情況以及距離、感應(yīng)面積等，進(jìn)行綜合選擇，其目的就是為了選擇出最適合的開關(guān)。此外在電機(jī)端蓋自動(dòng)化生產(chǎn)線中，加工對(duì)象所使用的多是圓盤類的零件，因此就機(jī)器人爪和電機(jī)端蓋的接觸縫隙是比較小的，一方面是為安裝接觸開關(guān)提供了有利條件，另一方面則是可以有效解決上述所提到電機(jī)端蓋在加工或者是搬運(yùn)過(guò)程中所存在的問(wèn)題。而對(duì)于電感式接近開關(guān)的工作原理則是，利用振蕩器所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，當(dāng)金屬接觸到磁場(chǎng)后，就會(huì)達(dá)到感應(yīng)的直接距離，以此就可以有效減少振蕩的產(chǎn)生。在這一過(guò)程中，放大電路的處理器會(huì)被轉(zhuǎn)換為開關(guān)信號(hào)，以達(dá)到有效檢測(cè)的最終目的。除此之外，慢反射型的傳感器，其工作的原理在于，通過(guò)電機(jī)端蓋的位置是否和光線有直接的聯(lián)系和變化，通過(guò)接收器直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)后，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)端蓋的有效控制。

3 生產(chǎn)線控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

3.1 PLC程序設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

就PLC程序設(shè)置當(dāng)中所采用的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法來(lái)說(shuō)，是通過(guò)對(duì)實(shí)際控制對(duì)象的本質(zhì)要求，尋找一些較為傳統(tǒng)且典型的控制電路梯形圖，以這類電路程序的梯形圖進(jìn)行組合，之后再通過(guò)反復(fù)的調(diào)試和修改，以增加輔助程序的適配度，滿足設(shè)備控制的整體要求。對(duì)于經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法來(lái)說(shuō)，這種方法是有跡可循的，但是對(duì)設(shè)計(jì)者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)能力有著較高的要求，所以被稱之為是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。

3.2 PLC程序設(shè)計(jì)的控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法

PLC程序設(shè)計(jì)的控制電路轉(zhuǎn)換為上述所提到的梯形圖法來(lái)說(shuō)，是通過(guò)硬件接線圖或者是梯形圖的編程功能，對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行系統(tǒng)功能的編寫?？刂齐娐忿D(zhuǎn)換梯形圖的方法，具體操作是首先要熟悉被控制對(duì)象的施工工藝以及加工設(shè)備等各項(xiàng)流程，根據(jù)系統(tǒng)軟件電路的實(shí)際分析原理進(jìn)行操作。其次，確定PLC輸入和輸出的具體信號(hào)，畫出PLC外接線的整體圖框，最后根據(jù)所對(duì)應(yīng)的編寫梯形圖尋找對(duì)應(yīng)的關(guān)系即可。

3.3 PLC程序設(shè)計(jì)的順序控制設(shè)計(jì)法

對(duì)于順序控制設(shè)計(jì)法來(lái)說(shuō)，就是按照傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，根據(jù)生產(chǎn)信號(hào)的時(shí)間順序，執(zhí)行各類生產(chǎn)控制程序，然后按照輸入信號(hào)的先后順序進(jìn)行有條不紊的操作。

控制系統(tǒng)的程序流程是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)端蓋生產(chǎn)每一個(gè)環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)把控，實(shí)現(xiàn)整條生產(chǎn)線的明確化。科學(xué)化、有序化、合理化和順序化，建立健全一個(gè)較為系統(tǒng)的程序框架，以此才能更加直觀地體現(xiàn)出電機(jī)端蓋在加工流程當(dāng)中所反映的各類邏輯關(guān)系。首先，機(jī)器人需要從上料盤中加工出毛坯件，然后放置于機(jī)床中進(jìn)行加工。在這個(gè)工序之前，還需要毛坯件滿足各類機(jī)床的狀態(tài)和質(zhì)量要求。其次，等待機(jī)床加工完成之后，機(jī)器人兒需要取出加工完后的電機(jī)機(jī)蓋兒，然后旋轉(zhuǎn)手爪，將另一個(gè)已待加工的電機(jī)端蓋放置于機(jī)床處進(jìn)行加工，然后對(duì)已經(jīng)加工好的工件輸送到輸送線上，然后完成換面裝加工作。最后，機(jī)器人返回上料轉(zhuǎn)盤處，再次夾取毛坯件，進(jìn)行以上程序的反復(fù)加工。其次，輸送線完成第一道工序之后，電機(jī)端蓋直接會(huì)輸送到指定位置。如果這個(gè)時(shí)候機(jī)器人的雙手手爪都處于空料的狀態(tài)，那么，機(jī)器人將會(huì)直接到輸送線上獲取毛坯料再次進(jìn)行加工。然后將已經(jīng)加工的工線直接輸送到輸送線上，之后完成機(jī)器人換面工作，最后再回到取料位，再次進(jìn)行電機(jī)端蓋毛坯加工，至此完成反復(fù)工作，最后配合滾壓機(jī)完成以上所提到的工作。之后，機(jī)器人會(huì)從滾壓機(jī)上取至第四道需要加工的電機(jī)端蓋，把電機(jī)端蓋放置到放料艙內(nèi)，以此自動(dòng)線完成。除此之外，電機(jī)端蓋由毛坯制品到成品，也需要完成相應(yīng)的加工環(huán)節(jié)。這一操作優(yōu)勢(shì)在于，把各類簡(jiǎn)易額的流程都交給機(jī)器人，進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，以此就可以有效減少因人工誤操所導(dǎo)致整個(gè)電機(jī)端蓋成產(chǎn)流程的混亂。另一方面可以有效減少人工作業(yè)的量和時(shí)間，在保證生產(chǎn)質(zhì)量和效率的同時(shí)，還可以有效減少成本造價(jià)。

4 電機(jī)端蓋自動(dòng)化生產(chǎn)線工裝及總控系統(tǒng)程序的編寫

在電機(jī)端蓋自動(dòng)化生產(chǎn)的程序編寫中，先打開GPCCFG軟件，選擇創(chuàng)建一個(gè)新的項(xiàng)目環(huán)節(jié)，并命名為“電機(jī)端蓋自動(dòng)化生產(chǎn)控制系統(tǒng)”以此就可以完成后續(xù)的編程了。在PIC程序編寫的過(guò)程中，一般都是會(huì)根據(jù)所要控制的功能系統(tǒng)特點(diǎn)和性能等進(jìn)行編寫的，也就是需要把系統(tǒng)直接“分割”為若干個(gè)組塊，根據(jù)不同組塊進(jìn)行編程，然后在把這類功能組塊共同組合在一起，就可以有效形成一個(gè)較為完整且穩(wěn)定的電機(jī)端蓋自動(dòng)化控制系統(tǒng)了。那么在編程的過(guò)程中，首先就是要先滿足各環(huán)節(jié)的配合生產(chǎn)工作、運(yùn)動(dòng)復(fù)位以及異常報(bào)警系統(tǒng)、機(jī)器人單機(jī)等。一，運(yùn)動(dòng)復(fù)位系統(tǒng)是整個(gè)電機(jī)端蓋自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，在實(shí)際的生產(chǎn)作業(yè)中，如果有故障，或者是需要人工檢查等工作，就需要停止生產(chǎn)，進(jìn)行校對(duì)檢查，這必然影響后續(xù)作業(yè)的效率。那么生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)復(fù)位系統(tǒng)，就相當(dāng)于是恢復(fù)了出產(chǎn)設(shè)置，可以滿足生產(chǎn)從“頭”開始時(shí)的同時(shí)，也不會(huì)影響后期成產(chǎn)作業(yè)的有條不紊。二、就異常報(bào)警系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其自動(dòng)化程度是有限的，還是需要人為操作，但是因人工誤操所導(dǎo)致的問(wèn)題就會(huì)越來(lái)越多，所以是需要通過(guò)自動(dòng)化報(bào)警系統(tǒng)，檢查電機(jī)端蓋自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中，所存在的不足和異常。主要是工作于機(jī)器人工作的放、取，以及機(jī)床開關(guān)門等應(yīng)用中。三，在機(jī)器人單機(jī)和電機(jī)端蓋自動(dòng)化生產(chǎn)中，所用到的四臺(tái)機(jī)器人，都需要使其可以積極配合機(jī)床、運(yùn)輸工作的聯(lián)機(jī)操作。四，就輸送線的子系統(tǒng)在實(shí)際輸送過(guò)程中，是整個(gè)電機(jī)端蓋自動(dòng)化系統(tǒng)的紐帶，直接串聯(lián)在整個(gè)生產(chǎn)線上，也正因如此，有效減少了許多系統(tǒng)生產(chǎn)中的勞動(dòng)力和勞動(dòng)成本，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制。輸送線的設(shè)計(jì)，主要就是依托于驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、輸出以及故障申報(bào)等，其中還包括自我檢測(cè)，如果自身的驅(qū)動(dòng)器存在任何異常情況，都可以進(jìn)行暫停、復(fù)位以及處理等。

5 結(jié)束語(yǔ)

電機(jī)端蓋生產(chǎn)工藝相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，成品率也比較高，但是為了滿足市場(chǎng)的需要，在實(shí)際的生產(chǎn)中，還需要提高自身的工作質(zhì)量和效率，以減少人工誤操等可能。此外，隨著現(xiàn)階段對(duì)電機(jī)端蓋的需要量不斷增多，想要滿足這一需要，必須要提高電機(jī)端蓋生產(chǎn)的效率，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)端蓋自動(dòng)化生產(chǎn)，因此無(wú)論是從電機(jī)領(lǐng)域發(fā)展本身出發(fā)，還是從市場(chǎng)供需關(guān)系出發(fā)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)端蓋自動(dòng)化生產(chǎn)線是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。