基于PLC控制的工業(yè)機器人系統(tǒng)研究

李曉鹿

【摘 要】論文首先對工業(yè)機器人的基本含義進行概述，然后從適應(yīng)性、可靠性、簡單性三個方面入手，對PLC控制技術(shù)具備的特性進行解析，并以此為依據(jù)，提出基于PLC控制的工業(yè)機器人系統(tǒng)應(yīng)用對策。

【Abstract】This paper firstly summarizes the basic meaning of the industrial robot， and then analyzes the characteristics of the PLC control technology from three aspects of adaptability， reliability and simplicity. And on this basis， it puts forward the application countermeasures of industrial robot system based on the PLC control.

【關(guān)鍵詞】PLC控制;工業(yè)機器人;控制系統(tǒng)

【Keywords】 PLC control; industrial robot; control system

【中圖分類號】TP242? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2018）12-0130-02

1 引言

工業(yè)機器人作為一項機電一體化的高新技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域中得到了全面普及和應(yīng)用，對提升生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量，增加經(jīng)濟效益，改善生產(chǎn)方式等起到了一定的效果。而把PLC控制技術(shù)運用到工業(yè)機器人系統(tǒng)中，能夠引導(dǎo)工業(yè)化穩(wěn)定發(fā)展。因此，PLC控制在工業(yè)機器人系統(tǒng)中實現(xiàn)了廣泛應(yīng)用，并取得良好的應(yīng)用效果。下面，本文將進一步闡述和分析基于PLC控制的工業(yè)機器人系統(tǒng)。

2 工業(yè)機器人的基本概述

近年來，隨著我國工業(yè)自動化全面發(fā)展，PLC控制技術(shù)以及工業(yè)機器人技術(shù)實現(xiàn)了快速發(fā)展及創(chuàng)新。在當前科學(xué)技術(shù)水平不斷提升的背景下，工業(yè)自動化技術(shù)得到了較大進步?；赑LC控制下的工業(yè)機器人系統(tǒng)探究，主要是把PLC控制技術(shù)當作核心，將其運用到工業(yè)機器人中，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動化和科學(xué)化?，F(xiàn)階段，把PLC控制技術(shù)當作主體的工業(yè)機器人得到了工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，同時也取得了理想的應(yīng)用成果，并成為評估工業(yè)自動化發(fā)展的核心要素[1]。在工業(yè)機器人中應(yīng)用PLC控制技術(shù)，不但能夠滿足各種工業(yè)自動化生產(chǎn)要求，同時還能保證工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量，對引導(dǎo)工業(yè)發(fā)展起到了促進效果。

3 PLC控制技術(shù)具備的特性

3.1 適應(yīng)性

PLC控制技術(shù)具備的主要功能為儲存器儲存控制，假設(shè)將其控制功能進行更改，僅需要對系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)或者接線方式進行更改機構(gòu)，以此實現(xiàn)控制系統(tǒng)的改變。另外，PLC控制技術(shù)不但自身種類繁多，同時能夠靈活組合，以滿足各個控制系統(tǒng)自身需求。

3.2 可靠性

在進行PLC生產(chǎn)時，生產(chǎn)廠家為了保證PLC控制技術(shù)的實用性，一般需要借助一系列干擾對策進行處理，因此，在進行PLC控制技術(shù)應(yīng)用時，自身具備較強的可靠性，并且便于后續(xù)工作的落實[2]。

3.3 簡單性

因為PLC自身具備編制簡單、操作便利等特性，在應(yīng)用過程中，僅需要借助微機就能實現(xiàn)對顯影系統(tǒng)的把控。因此，PLC控制技術(shù)也具備PLC自身特性。只要對計算機操作方式有一定了解，便能利用邏輯控制、計數(shù)控制、算術(shù)控制等方式進行操作，以此達到數(shù)字化控制的效果。

4 基于PLC控制的工業(yè)機器人系統(tǒng)應(yīng)用對策

4.1 工業(yè)機器人控制硬件設(shè)計

在對工業(yè)機器人設(shè)計的過程中，重點思考的問題在于機器人應(yīng)該具備搬運、裝配等能力，這就需要把PLC控制技術(shù)運用到工業(yè)機器人中，利用氣缸驅(qū)動來實現(xiàn)。而對氣缸驅(qū)動動作進行把控的設(shè)備在于電磁閥部件，借助此部件能夠?qū)崿F(xiàn)對機器人動作的設(shè)定。在PLC控制技術(shù)的作用下，能夠確保工業(yè)機器人自身具備電磁閥部件等諸多控制裝置，并且保障了各個裝置之間能夠充分合作和配合，形成一種特殊的控制方法。通常情況下，工業(yè)機器人主要由兩個工作臺構(gòu)建而成。在進行機器人操作過程中，需要借助加工工件由初始位置傳遞到1#工作臺，在沒有經(jīng)過操作工件的情況下直接傳遞到2#工作臺時，依舊可以從2#工作臺傳遞給1#工作臺，之后實現(xiàn)一系列工件操作[3]。

機器人可以根據(jù)事前設(shè)定的工作流程來落實控制操作工作，要求機器人在初期設(shè)定位置逐漸移動，操作手指可以把1#工作臺中的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到2#工作臺中，以此實現(xiàn)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)移。在移動過程中，移動到某一位置之后，工業(yè)機器人手指及手腕都會朝著規(guī)定方向移動，直到達到事前設(shè)定的位置。為了將產(chǎn)品再次移動到1#工作臺，可以根據(jù)上述流程進行反向操作。機器人裝置工作流程見圖1。

4.2 機器人軟件設(shè)計

在進行工業(yè)機器人軟件設(shè)計的過程中，設(shè)計依據(jù)主要是根據(jù)機器人操作流程來實現(xiàn)。機器人作為構(gòu)建在PLC控制技術(shù)基礎(chǔ)上形成的產(chǎn)物，利用手動及自動兩種方式進行操作。在對其加以設(shè)計時，應(yīng)該對機器人自動控制系統(tǒng)整個工作流程特性進行思考，合理選擇流程設(shè)計指令，嚴格按照指令要求來落實。首先，加強對機器人流程的科學(xué)管理，機器人裝置在充電過程中，可以對其實現(xiàn)初始化設(shè)置，這樣做的目的在于便于后續(xù)工作的實現(xiàn)，防止機器人自動控制系統(tǒng)裝置由于直接插入而出現(xiàn)操作失誤現(xiàn)象。在進行初始化流程操作指令編制過程中，應(yīng)該選用ISL初始狀態(tài)指令，從而保證編制的簡便化。其次，對機器人控制系統(tǒng)中手動控制模型進行科學(xué)設(shè)計。在進行設(shè)計時，應(yīng)該在機器人系統(tǒng)維護及管理環(huán)節(jié)中進行操作設(shè)計，在對手動開關(guān)加以設(shè)計的同時，還要和手指部件進行連接，適當調(diào)節(jié)手臂高度，根據(jù)設(shè)定流程對機器人手臂、手腕、手指等進行移動操作。要想提升系統(tǒng)應(yīng)用的安全性，還要設(shè)定連鎖保護流程。最后，在對機器人裝置流程有一定認識之后，需要對機器人自動控制系統(tǒng)設(shè)計流程進行思考，確保各個動作的連貫性。一般情況下，當機器人處于初始狀態(tài)，或者在檢測過程中，才能執(zhí)行自動化控制操作。

4.3 科學(xué)應(yīng)用PLC控制技術(shù)

首先，在工業(yè)機器人操作控制過程中，可以借助PLC控制技術(shù)，保證工業(yè)機器人操作控制工作的順利進行。根據(jù)當前情況來說，由于工業(yè)機器人各軸運作呈現(xiàn)出相對獨立狀態(tài)，通過借助部分機械按鈕能夠?qū)ζ溥M行操作，而通過把PLC控制技術(shù)運用到工業(yè)機器人中，能夠保證操作控制系統(tǒng)的自動化和協(xié)調(diào)性。并且，因為工業(yè)機器人由兩點運行，其中包含了直線運行、固定軸旋轉(zhuǎn)運行。而相應(yīng)的工業(yè)機器人在升降手臂來對另一臺機器進行操作時，需要借助一臺伺服電機來實現(xiàn)垂直運行，此外大臂及小臂的運行方式則是借助兩臺伺服電機來實現(xiàn)。針對電機選擇以及工業(yè)機器人參數(shù)，我們可以參考表1。

其次，針對運行控制編制，應(yīng)該根據(jù)未知參數(shù)加以設(shè)定。以升降臂為例，通常情況下，升降臂的運行方向為上下運作，這是借助電機中減速器帶動絲桿來實現(xiàn)。其中，減速器的傳動比設(shè)定為N=1：80，而絲桿螺距設(shè)定為T=4mm，在電機運作過程中，通常采用定位控制方式，因此，在轉(zhuǎn)數(shù)為n1時，根據(jù)MAM指令，升降臂的參數(shù)設(shè)定公式為：n1==20p2（rps）[4]。

最后，因為工業(yè)機器人主要是借助運行質(zhì)量來進行運行和操作，因此，在應(yīng)用PLC控制技術(shù)的作用下，應(yīng)該對其移動方向、移動狀況等內(nèi)容進行綜合思考。通過把PLC控制技術(shù)運用到工業(yè)機器人中實現(xiàn)系統(tǒng)控制，需要得到代碼的支持。

通常情況下，通過高級語言來進行機器人控制程序的編制，在此過程中，應(yīng)該將其轉(zhuǎn)變成PLC數(shù)控程序。一般涉及控制指令、中間參數(shù)、變量參數(shù)等，在PLC控制技術(shù)的作用下進行核算，并借助參數(shù)及指令對工業(yè)機器人進行運行控制。

5 結(jié)語

總而言之，和傳統(tǒng)硬件系統(tǒng)鏈接方式進行對比，PLC控制技術(shù)不管是硬件設(shè)計方面，還是在軟件設(shè)計方面，都具備較強的便捷性，同時還能減少空間應(yīng)用，確保了機器人在操作中的柔性及擴展性特質(zhì)。通過把PLC控制技術(shù)運用到工業(yè)機器人中，不但能夠有效提升機器人控制系統(tǒng)的實用性和操作性，對今后工業(yè)發(fā)展也具有促進作用。

【參考文獻】

【1】羅曼.工業(yè)機器人開放式控制系統(tǒng)的研究[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2018（09）：190.

【2】王秀季.PLC控制的工業(yè)機器人組裝系統(tǒng)研究[J].中國設(shè)備工程，

2018（16）：145-146.

【3】常春陽，王磊.淺談PLC控制的工業(yè)機器人組裝系統(tǒng)[J].內(nèi)燃機與配件，2017（20）：128.

【4】李太勝.基于PLC控制的工業(yè)機器人系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（15）：26-27.