OPC技術(shù)在多工業(yè)機(jī)器人聯(lián)動(dòng)控制中的應(yīng)用

摘 要 OPC技術(shù)的全稱是‘OLE for Process Control，它的出現(xiàn)改變了過去軟件與現(xiàn)場(chǎng)控制過程應(yīng)用之間的溝通方式，在這兩者中間建立起了溝通的橋梁。這樣軟件開發(fā)商再也不用編寫特定的接口函數(shù)了，更降低了相關(guān)人員的工作難度。對(duì)于多工業(yè)機(jī)器人來說，如果能夠?qū)PC技術(shù)應(yīng)用在對(duì)其的控制之中就能夠解決設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)涉及到的問題，這樣數(shù)據(jù)交換的效率也就提高了。而且因?yàn)榭梢越柚贠PC技術(shù)來快速、可靠的交換信息，所以說這就能夠真正的實(shí)現(xiàn)多工業(yè)機(jī)器人的聯(lián)動(dòng)控制。

【關(guān)鍵詞】OPC技術(shù) 多工業(yè)機(jī)器人 應(yīng)用 聯(lián)動(dòng)控制

在過去，對(duì)于工業(yè)控制而言，應(yīng)用軟件之間如果想要進(jìn)行通信，只能夠通過開發(fā)自定義接口的方式來完成。這種情況之下，如果應(yīng)用軟件進(jìn)行升級(jí)，這就必然會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)通信方面的不協(xié)調(diào)，更有甚者還會(huì)引起通信系統(tǒng)崩潰的現(xiàn)象。OPC技術(shù)就是在這樣的大背景之下誕生的，應(yīng)用OPC技術(shù)之后工業(yè)控制中的數(shù)據(jù)通信，相關(guān)的開發(fā)人員要做的只是提供統(tǒng)一的接口程序并且遵照OPC技術(shù)方面相關(guān)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議就能夠完成數(shù)據(jù)通信的過程?？梢哉f正是有了這項(xiàng)技術(shù)，自動(dòng)化系統(tǒng)以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的操作性才有了很大程度上的提高。

1 工業(yè)機(jī)器人的基本概述

近半個(gè)世紀(jì)以來，與工業(yè)機(jī)器人有關(guān)的技術(shù)得到了顯著的發(fā)展，其發(fā)展的起點(diǎn)還是科技發(fā)達(dá)的西方國(guó)家。隨著這方面的技術(shù)不斷被完善，工業(yè)機(jī)器人不斷被應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，這為發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)產(chǎn)值了增加做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和調(diào)整，我們也在不斷通過各種實(shí)踐來推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，可以說這在很大程度上推動(dòng)了國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展。所以說我們有理由認(rèn)為工業(yè)機(jī)器人是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中一項(xiàng)不可替代的裝備，因此通過OPC技術(shù)，革新其聯(lián)動(dòng)控制部分的工作原理是有非常重要的意義的。

國(guó)內(nèi)開始嘗試將工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)中的原因很大一部分是因?yàn)榻鼛啄陣?guó)內(nèi)的勞動(dòng)成本一直在增加，我國(guó)原有的勞動(dòng)力成本的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)正在漸漸喪失。所以從經(jīng)濟(jì)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來說通過高科技產(chǎn)業(yè)來推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提高有非常重要的意義。這也是我們國(guó)家真正完成經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的任務(wù)所必須要面對(duì)的一個(gè)難題?，F(xiàn)階段很多國(guó)內(nèi)的企業(yè)都在嘗試進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)業(yè)務(wù)，在這個(gè)過程中涌現(xiàn)出的廣數(shù)以及青島軟控等本土企業(yè)都在這方面已經(jīng)生產(chǎn)出了比較完善的產(chǎn)品。但是從總體水平上來說，在這一方面我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在較大的差距，國(guó)外企業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用面更廣，而且技術(shù)更為成熟。所以說眼下我們要做的就是完善OPC技術(shù)在多工業(yè)機(jī)器人聯(lián)動(dòng)控制之中的應(yīng)用，真正攻克國(guó)內(nèi)在這方面存在的技術(shù)難題，這才是促進(jìn)這一行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，這樣也就能夠推動(dòng)國(guó)內(nèi)的工業(yè)生產(chǎn)水平不斷提高。

2 OPC數(shù)據(jù)存取技術(shù)

現(xiàn)如今，OPC技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了工業(yè)制造的相關(guān)領(lǐng)域，對(duì)于OPC規(guī)范來說，OPC數(shù)據(jù)存取規(guī)范是其中的一個(gè)非常重要的內(nèi)容，這部分的功能主要就是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存取。OPC數(shù)據(jù)存取規(guī)范中指出，一個(gè)OPC客戶端可以連接到一個(gè)或者多個(gè)OPC服務(wù)器上，所以說客戶端與服務(wù)器之間的連接是通過定制端口來實(shí)現(xiàn)的。而定制接口的開發(fā)任務(wù)，其實(shí)服務(wù)器廠商所必須要面對(duì)的一個(gè)問題。

常見的OPC數(shù)據(jù)存取服務(wù)器主要包括，‘OPC Server、OPC Group、OPC Item這幾個(gè)部分。OPC Server起到的主要是維護(hù)服務(wù)器信息的作用，同樣可以作為‘OPC Group的包容器，即可以動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建‘OPC Group。而‘OPC Group起到的主要是維護(hù)自身信息的作用。只有這三部分都在穩(wěn)定的狀態(tài)之下才能夠其發(fā)揮預(yù)定的作用。

在這里筆者參考的樣本是德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的SMAT—IC NET OPC服務(wù)器，該服務(wù)器與客戶端進(jìn)行溝通的時(shí)候是基于定制接口來完成的。

3 OPC技術(shù)在多工業(yè)機(jī)器人聯(lián)動(dòng)控制中的應(yīng)用

本文假定客戶端從OPC服務(wù)器中讀取數(shù)據(jù)源項(xiàng)的對(duì)象值，借此來判斷機(jī)器人的狀態(tài)，然后通過OPC服務(wù)器對(duì)其進(jìn)行寫操作，將啟動(dòng)命令值傳回相應(yīng)的對(duì)象值之后就可以同時(shí)控制三臺(tái)工業(yè)機(jī)器人正常工作。

3.1 工業(yè)機(jī)器人之間的聯(lián)動(dòng)控制

三臺(tái)工業(yè)機(jī)器人聯(lián)動(dòng)控制過程中，動(dòng)作編程部分的工作可以由各自的示教盒來進(jìn)行示教，但是為了保證機(jī)器人之間的動(dòng)作不會(huì)相互影響，真正實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制的效果，應(yīng)該為每臺(tái)機(jī)器人設(shè)施一定的輸入輸出字節(jié)變量。

具體來說，當(dāng)一臺(tái)機(jī)器人在進(jìn)行動(dòng)作示教時(shí)，客戶端應(yīng)該為其余兩臺(tái)機(jī)器人下達(dá)指令，讓其停止運(yùn)動(dòng)，直到接收到繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的信號(hào)之后才能夠恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)這臺(tái)機(jī)器人完成動(dòng)作示教之后，會(huì)將一個(gè)變量值傳回至OPC服務(wù)器，當(dāng)客戶端讀取這一變量值之后就會(huì)向OPC服務(wù)器對(duì)應(yīng)的項(xiàng)對(duì)象輸入寫入值。這一寫入值就是其余工業(yè)機(jī)器人繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的信號(hào)，示教過程結(jié)束。

如果其中一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人出現(xiàn)故障，會(huì)在停止運(yùn)動(dòng)之后向OPC服務(wù)器發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)，而當(dāng)客戶端讀取到故障信號(hào)之后，就會(huì)向OPC服務(wù)器中寫入一直暫停運(yùn)動(dòng)的信號(hào)。這樣三臺(tái)機(jī)器人就會(huì)全部停止工作，也就防止了他們相互之間碰撞而發(fā)生事故，這時(shí)候要想讓其恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，只能由員工對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重啟。

3.2 數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)與機(jī)器人之間的聯(lián)動(dòng)控制

不同的生產(chǎn)過程，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)要求各有不同，而工業(yè)機(jī)器人的有些動(dòng)作是需要數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)來聯(lián)動(dòng)的。具體來說在這個(gè)過程中機(jī)器人會(huì)將對(duì)應(yīng)的變量值輸出到OPC服務(wù)器的項(xiàng)對(duì)象之中，客戶端讀取到這一信號(hào)之后會(huì)對(duì)數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行調(diào)用，這時(shí)候數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)就能夠按照即定的程序來做出規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。這樣數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)與機(jī)器人之間的聯(lián)合控制就實(shí)現(xiàn)了，但是為了保證這整個(gè)控制過程的準(zhǔn)確度，我們需要對(duì)數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)的操作系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的論證，保證其不會(huì)出現(xiàn)影響聯(lián)動(dòng)控制的問題。

4 總結(jié)

OPC技術(shù)在多工業(yè)機(jī)器人的聯(lián)動(dòng)控制之中具有重要的意義，它能夠根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要來對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行精準(zhǔn)的控制。完善這方面的技術(shù)，對(duì)于推進(jìn)國(guó)內(nèi)的工業(yè)進(jìn)步是非常有幫助的。但是其中涉及到的一些問題，也需要我們?nèi)フJ(rèn)真對(duì)待，上文是根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展過程以及OPC技術(shù)在多工業(yè)機(jī)器人聯(lián)動(dòng)控制中應(yīng)用的相關(guān)問題進(jìn)行的總結(jié)，希望能夠?qū)ν七M(jìn)OPC技術(shù)的應(yīng)用有所幫助。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

沈治國(guó)（1977-），男，湖南省長(zhǎng)沙市人。碩士學(xué)歷。現(xiàn)為湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，主要從事應(yīng)用電子技術(shù)教育研究。

作者單位

湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術(shù)學(xué)院物流工程系 湖南省長(zhǎng)沙市 410131