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探究自動化鉆孔系統(tǒng)柔性控制

發(fā)布日期： 2013-12-14 發(fā)布：  

  2012年12期目錄       本期共收錄文章20篇

　　【摘 要】本文以自動化鉆孔系統(tǒng)為研究對象，著眼于柔性控制系統(tǒng)實際運行情況，從通信接口開發(fā)作業(yè)以及柔性控制系統(tǒng)軟件開發(fā)作業(yè)這兩個方面入手，針對自動化鉆孔系統(tǒng)柔性控制過程中所涉及到的相關(guān)問題做出了簡要分析與說明，旨在于為今后相關(guān)研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。
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　　【關(guān)鍵詞】自動化鉆孔；系統(tǒng)；柔性控制；通信接口；軟件；開發(fā)；應用；分析
　　傳統(tǒng)意義上的基于手工方式制孔作業(yè)作為顯著的缺點在于：鉆孔過程當中極易出現(xiàn)缺陷問題、鉆孔孔位精度指標無法得到可靠性保障、鉆孔制孔的作業(yè)步驟比較繁瑣與復雜、鉆孔過程當中無法避免出現(xiàn)二次裝配的問題、鉆孔作業(yè)過程當中的人為性因素諸多，并且無法得到徹底意義上的剔除�；谝陨蠁栴}的分析，需在鉆孔過程當中采取自動化方式對其進行柔性控制，對于提高自動化鉆孔系統(tǒng)鉆孔質(zhì)量以及控制效率而言無疑有著重要作用與意義。本文試從通信接口的開發(fā)以及柔性控制軟件開發(fā)這兩個方面入手，針對以上問題做詳細分析與說明。
　　1 自動化鉆孔系統(tǒng)柔性控制通信接口開發(fā)作業(yè)分析
　　在當前技術(shù)條件支持下，在整個自動化鉆孔柔性系統(tǒng)當中，控制系統(tǒng)通信接口開發(fā)的過程中，需要重點關(guān)注兩個方面的問題：（1）上位機與KUKA機器人通信開發(fā)；（2）上位機與Twin CAT PLC通信開發(fā)。按照此種設計方式，所構(gòu)建的整個自動化鉆孔系統(tǒng)柔性控制結(jié)構(gòu)基本內(nèi)容如下圖所示（見圖1）。
　　首先，從上位機與KUKA機器人通信接口的開發(fā)作業(yè)角度上來說，首先需要明確的一點是：建立在上位機與KUKA機器人基礎之上通信作業(yè)最關(guān)鍵的目的在于確保：在在自動化鉆孔系統(tǒng)柔性控制的過程當中，對于機器人位置控制動作完成的有效性。能夠確保機器人在及時且準確的時間范圍內(nèi)以準確且快速的動作方式達到柔性控制系統(tǒng)預設位置。在當前技術(shù)條件支持下，有關(guān)上位機與KUKA機器人之間的通信方式需要優(yōu)先選取串口通信方式。從實踐應用的角度上來說，串口通信支持機器人在KPL編程指令的作用之下確保與上位機軟件通信的有效性，實踐應用結(jié)果顯示，串口通信方式的應用效果顯著，并且可靠性高。
　　其次，從上位機與Twin CAT PLC通信接口的開發(fā)作業(yè)角度上來說，為確保連接有效與可靠性，需要在上位機與Twin CAT PLC之間構(gòu)建一整套完整的自動化設備規(guī)范。借助于此種方式能夠完成PLC裝置正常運行狀態(tài)下所需要具備的數(shù)據(jù)采集作業(yè)以及狀態(tài)監(jiān)控作業(yè)。更為關(guān)鍵的一點在于：自動化設備規(guī)范能夠為整個柔性控制系統(tǒng)中的各個設備通訊提供必要的路由支持。與此同時，各相應的自動化設備規(guī)范之前同樣能夠在Twin CAT PLC的支持下完成數(shù)據(jù)信息的交換處理，通過對軟件模塊信息的交換，確保通訊接口運行狀態(tài)的穩(wěn)定性與可控性。
　　2 自動化鉆孔系統(tǒng)柔性控制軟件開發(fā)作業(yè)分析
　　首先，從自動化鉆孔系統(tǒng)柔性控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的角度上來說，整個自動化鉆孔系統(tǒng)柔性控制系統(tǒng)的最關(guān)鍵組成部分在于IPC裝置，同時也包括建立在IPC裝置基礎之上的單元控制軟件。從實踐應用的角度上來說，單元控制系統(tǒng)能夠肩負在自動化鉆孔系統(tǒng)柔性控制系統(tǒng)運行過程當中對于整體性動作的可靠性調(diào)度與控制任務，直接關(guān)系著整個自動化鉆孔系統(tǒng)柔性控制質(zhì)量的發(fā)揮。在當前技術(shù)條件支持下，該軟件控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示（見圖2）。
　　其次，從圖2中所反映各個模塊在整個自動化鉆孔控制系統(tǒng)中所對應的應用功能角度上來說，主要涉及到以下幾個方面：（1）自動化鉆孔控制系統(tǒng)主界面模塊：在自動化鉆孔控制系統(tǒng)柔性控制的角度上來說，其可以完成對各個程序工作模塊下運行動作的合理控制，并為柔性控制終端用戶操作動作的執(zhí)行提供必要的登錄功能支持。在實際操作過程當中，能夠有效完成對軟件系統(tǒng)運行狀態(tài)下程序代碼的導入動作、選擇動作、編輯動作以及發(fā)送動作等；（2）自動化鉆孔控制系統(tǒng)輸入輸出模塊：相對于整個自動化鉆孔控制系統(tǒng)柔性控制功能的正常應用，其能夠針對激光位移傳感器的正常運行狀態(tài)進行合理查詢，同時也能夠可靠的反應包括KUKA機器人在內(nèi)各關(guān)鍵元件設備的綜合性運行狀態(tài)；（3）自動化鉆孔控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊：該模塊在正常運行狀態(tài)下能夠針對柔性控制系統(tǒng)所涉及激光位移傳感器設備以及伺服電機裝置的正常運行狀態(tài)進行可靠性數(shù)據(jù)采集作業(yè)，與此同時，還可以將所采集數(shù)據(jù)信息傳輸至運動規(guī)劃模塊當中；（4）自動化鉆孔控制系統(tǒng)運動規(guī)劃模塊：經(jīng)由數(shù)據(jù)采集模塊所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)能夠借助于運動規(guī)劃模塊進行有效獲取，并且通過創(chuàng)建實時數(shù)據(jù)序列的方式將其與相應的元件設備相對應。在此基礎之上還可以實現(xiàn)對KUKA機器人以及末端執(zhí)行器裝置相互之前的運動規(guī)劃動作支持；（5）自動化鉆孔控制系統(tǒng)狀態(tài)檢測模塊：該模塊需要針對整個自動化鉆孔系統(tǒng)柔性控制系統(tǒng)相關(guān)設備元件運行狀態(tài)下所對應的關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息進行詳細監(jiān)測，并按照初始狀態(tài)以及運行狀態(tài)進行區(qū)分性監(jiān)測作業(yè)。
　　最后，從整個自動化鉆孔系統(tǒng)柔性控制系統(tǒng)的應用效果角度上來說，在充分結(jié)合軟件開發(fā)技術(shù)、通信技術(shù)以及自動化技術(shù)這三個方面的專業(yè)支持基礎之上，能夠構(gòu)建一整套完整的，且基于KUKA機器人的自動化鉆孔控制系統(tǒng)�；谝陨贤ㄐ沤涌谝约败浖_發(fā)技術(shù)所對應的自動化鉆孔工作效率表現(xiàn)為平均每min單位完成3個～4個鉆孔。與此同時，通過上位機與下位機系統(tǒng)的有效融合，通過工控機主站系統(tǒng)以及機器人從站系統(tǒng)的相互融合，能夠確保整個自動化�？乜刂葡到y(tǒng)具備極為顯著的柔性特性，并且也兼具末端執(zhí)行器較大的拓展?jié)摿Α?
　　3 結(jié)束語
　　通過本文以上分析需要認識到一點：在鉆孔作業(yè)的應用過程當中，自動化鉆孔柔性控制所表現(xiàn)出的應用優(yōu)勢極為顯著，其在提高鉆孔動作質(zhì)量與動作可靠性的過程中發(fā)揮著極為顯著的意義，應當予以重點關(guān)注�？偠灾�，本文針對有關(guān)自動化鉆孔系統(tǒng)柔性控制開發(fā)及應用過程中所涉及到的相關(guān)問題做出了簡要分析與說明，旨在于為今后相關(guān)研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。
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