工具之家 > 工业技术 > 整经机经轴上落运输智能机器人研发

整经机经轴上落运输智能机器人研发

发布时间:2019-06-11 02:13:05 文章来源:工具之家    

 推荐工具:金融理财app工具实用工具

刘汉申+王庆华+li铬+陈威望

摘 要:本wen针对guo内外纺zhi车jian整jingjijingzhouderengonghe半zidonghuashangluo运输方式利用zhi能化技shu研fa一种整jingjijingzhou上luo运输智能jiqiren介绍了机qi人de运dong规划及工zuo原理并研究出基yuPLCdekong制xi统,采用以触摸屏和wu线tongxin为人机对话窗de控制方案,在导航控制danyuan中采用mo糊PID控制,提高xi統de稳定xing与鲁棒性整jing机jingzhou上落运输机器人的研发shi智能替代了人工,有助于推动fangzhi业提质增xiao

关键词:经zhou;智能;机器人;PLC;模糊PID

DOI:1.1664/j.cnki.37-1222/t.2017.22.020

0 引言

纺织工业作为wo国基础产业,同时ye是劳动密集型产业,工人劳动强度大自动化程度di。伴随互lian网+智能化的大潮,纺织智能化数字车间ye必将cheng为新常态[1]。织造sheng产过程环节较多,智能化车间势必需要各环节间的无缝对接。如整经机经zhou上落运输环节如图1所示,dang整经机满时,工业机器人从经轴kudiao运kong轴zhi整经机车头,将整经机满轴更换为空轴,再将满轴运回经轴库,wan成一次整经机经轴上落运输过程[2];同样,浆纱机的上落轴也由机器人完成;总之,工业机器人是实现sheng产互联的纽带,因此实现空轴、满轴的智能化上落与运输shifang织智能化数字车间的一部分。

整经是织前zhunbei的一道重要工序,在纺织企业里经轴数liangpang大,一台浆纱机可配zhi12~20根经轴。但目前国内waizheng经机经轴的上轴、落轴、运输过程仍需人工操作,效率低、精度差,自动化程度低[3-4]。随着我国人口红利逐渐消失,减少企业的用工成本、提高生产效率、提升纺织业的自动化和智能化水平势在必行。本文针对整经工艺流程研究出可自动上、落、运输经轴的智能机器人,用智能替代人工,最终实现纺织车间的无人化生产。

1 机器人运动规划

机器人配he空轴库的自动存取xi统zhuang载空轴,沿预定的gui迹运行至整经机车头位置此时整经机车头上已经有一个满轴,先完成满轴的落zhouzai完成空轴的上轴;载着满轴的机器人再寻迹运行至满轴库位,配合满轴库的自动存取系统存放满轴,完成经轴的上落运输作业的机器人,运行至deng待位,等待下一个工作指令。

2 机器人机械jie构与工作流程

经轴上落机器人的整体结构如图2所示,为了实现满轴落轴、空轴上轴的一体化,机器人采用上下结构。质量相对较xiao的空经轴布置在上部,由huocha5和提升托臂3组成的空轴上落机构实现抓取、提升和下降运动 [5]。质量较大的满轴置于机器人底部沿固定轨道运行的满轴小cheshang,实现满轴的上落运输。

经轴上落运输机器人装载好空轴沿磁导航运行至整经机车头前指dingwei置,此时空轴在提升托臂3和双层货叉机构5的配合下停留在图A位置。整经机满匹时,车头的伸suoqi缸动作使外锥齿轮与经轴上的内锥齿轮缓慢脱离;空置的满轴上落xiaoche9由B位置沿着满轴上落小车轨道11运行到整经机车头前D位置并把满轴自动装载到小车上,小车沿着轨道退回到B位置。满轴落轴完成后,提升托臂把空轴从位置A点降到位置C点,双层货叉前伸,空轴由C位置运送到D位置,车头上的伸缩气缸推出外锥齿轮和经轴上的内锥齿轮缓慢啮合,完成上轴后,货叉缩回。随后机器人运送满轴至满轴库,完成卸载后,回到待机点为下次经轴上落运输做准备。

3 机器人控制系统

3.1 控制系统结构设计

经轴上落运输机器人的控制系统硬件结构可分为7个单yuan:zhu控单元、行走单元、空轴上落单元、满轴上落单元、安quan防护单元、通讯单元和供电单元。其中主控单yuanyouPLC、触摸屏和机械按钮组成[6]。行走单元由磁导航传感器、避障传感器、地标传感器、伺服qu动器和伺服电机组成。空轴上落单元由空轴升降电机、伸缩臂电机和接近开关组成。满轴上落单元由满轴小车行走电机、满轴小车托臂电机和接近开关组成。安全防护单元由应急开关、防撞开关、避障传感器和报警器组成。通讯单元采用无线通讯模块实现机器人的调度和状态信息传输。供电单元实时监测电池容量,当容量低于设定下限值时向上位机发出充电请求信号。

3.2 机器人寻迹控制策略

机器人沿磁导航运行中的调速和差速均使用PID控制,但其实际运行过程中的方向、位置、速度的变化率跟运行环境有关,并非按照qi望值变化,常规的PID控制fa很难达到预期的控制效果。由于机器人的运动系统属于非完整的约束系统,建立精确的运动数学模型相当困难,而模糊控制是基于专jia或现场操作人员的专业知识和操作经验而形成的模型,无须建立精确数学模型,所以机器人的寻迹运行系统采用模糊PID控制可提高系统的稳定性和鲁棒性[7]。

本设计选用机器人运行中位置pian差和位置偏差变化率作为模糊控制器的输入量,将被控伺服电机的PWMzhan空比作为输出量,建立二wei模糊控制器结构如图3所示。模糊控制器所使用的控制规则是使用模糊语言来实现的,首先将偏差和位置偏差变化率经过模糊化处理成模糊语言能识别的模糊量E,然后经过语言规则模糊推理得到模糊量U,再经过qing晰化处理得到被控对象伺服系统能够识别的清晰量u。

4 结语

本文从织造车间实际生产应用出发,引入现代设计理念,结合互联网+和智能化技术,研发出一种整经机经轴上落运输智能机器人。机器人采用“一车两轴的运输方式,无须人工干预,替代了传统的人工和半自动化上落运轴方式,提高了整经机的上落轴效率。经轴上落运输机器人经适配改造同样适用于浆纱机、织机的上落运轴作业,实现了工序与工序、车间与仓chu的互联,提升了传统纺织行业的技术面貌,推动纺织智能化车间的进一步发展,战略意义重大。

参考文献:

[1]邹戬.lun我国纺织产业国际竞争力研究[D].上海:东华大学,2014.

[2]萧汉滨.新型浆纱设备与工艺[M].北京:中国纺织出版社,2006.

[3]陈革,杨建成.纺织机械概lun[M].北京:中国纺织出版社,2011(05).

[4]蒋少军,周鸣理.整经机的发展趋势[J].纺织导报2008(12).

[5]梁睦.堆垛机3层货叉直线差动机构的设计[J].起重运输机械,2005(03):32-33.

[6]谢丽萍,王占富等.西门子S7-200系列PLC快速入门yushi践[M].北京:人民邮电出版社.2010:214-222.

[7]王志凯,郭宗仁,李琰.基于PLC实现模糊控制的两种程序设计方法[J].工业控制计算机,2002.2.

作者简介:刘汉申(1992-),男,研究生在读,主要从事新型纺织机械方向的研究。endprint

山东工业技术 2017年22期

山东工业技术的其ta文章 营配调贯通低压数据采lu探讨 浅议微课在中职《机xieji础》教学中的应用 论房地产经济bodong的影响因素及对策 基建配套通信工程一体化管理体系的研究 小城镇生态环境规划建设研究 试论供电企业的电力营销管理策略
转载请注明来源。原文地址:https://www.5420.com.cn/view/2019/0611/17298/
 与本篇相关的热门内容: