基于PLC控制的工業(yè)機器人系統(tǒng)研究

李曉鹿

（山東勞動職業(yè)技術學院，濟南 250022）

1 引言

工業(yè)機器人作為一項機電一體化的高新技術，在工業(yè)領域中得到了全面普及和應用，對提升生產效率，保證生產質量，增加經濟效益，改善生產方式等起到了一定的效果。而把PLC控制技術運用到工業(yè)機器人系統(tǒng)中，能夠引導工業(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)了廣泛應用，并取得良好的應用效果。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控制技術以及工業(yè)機器人技術實現(xiàn)了快速發(fā)展及創(chuàng)新。在當前科學技術水平不斷提升的背景下，工業(yè)自動化技術得到了較大進步。基于PLC控制下的工業(yè)機器人系統(tǒng)探究，主要是把PLC控制技術當作核心，將其運用到工業(yè)機器人中，實現(xiàn)工業(yè)生產的自動化和科學化。現(xiàn)階段，把PLC控制技術當作主體的工業(yè)機器人得到了工業(yè)領域的廣泛應用，同時也取得了理想的應用成果，并成為評估工業(yè)自動化發(fā)展的核心要素[1]。在工業(yè)機器人中應用PLC控制技術，不但能夠滿足各種工業(yè)自動化生產要求，同時還能保證工業(yè)生產質量，對引導工業(yè)發(fā)展起到了促進效果。

3 PLC控制技術具備的特性

3.1 適應性

PLC控制技術具備的主要功能為儲存器儲存控制，假設將其控制功能進行更改，僅需要對系統(tǒng)相關參數(shù)或者接線方式進行更改機構，以此實現(xiàn)控制系統(tǒng)的改變。另外，PLC控制技術不但自身種類繁多，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生產時，生產廠家為了保證PLC控制技術的實用性，一般需要借助一系列干擾對策進行處理，因此，在進行PLC控制技術應用時，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)應用對策

4.1 工業(yè)機器人控制硬件設計

在對工業(yè)機器人設計的過程中，重點思考的問題在于機器人應該具備搬運、裝配等能力，這就需要把PLC控制技術運用到工業(yè)機器人中，利用氣缸驅動來實現(xiàn)。而對氣缸驅動動作進行把控的設備在于電磁閥部件，借助此部件能夠實現(xiàn)對機器人動作的設定。在PLC控制技術的作用下，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]。

機器人可以根據事前設定的工作流程來落實控制操作工作，要求機器人在初期設定位置逐漸移動，操作手指可以把1#工作臺中的產品轉移到2#工作臺中，以此實現(xiàn)產品的轉移。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，直到達到事前設定的位置。為了將產品再次移動到1#工作臺，可以根據上述流程進行反向操作。機器人裝置工作流程見圖1。

圖1 機器人裝置工作流程

4.2 機器人軟件設計

在進行工業(yè)機器人軟件設計的過程中，設計依據主要是根據機器人操作流程來實現(xiàn)。機器人作為構建在PLC控制技術基礎上形成的產物，利用手動及自動兩種方式進行操作。在對其加以設計時，應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管理，機器人裝置在充電過程中，可以對其實現(xiàn)初始化設置，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設計。在進行設計時，應該在機器人系統(tǒng)維護及管理環(huán)節(jié)中進行操作設計，在對手動開關加以設計的同時，還要和手指部件進行連接，適當調節(jié)手臂高度，根據設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)應用的安全性，還要設定連鎖保護流程。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 科學應用PLC控制技術

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，保證工業(yè)機器人操作控制工作的順利進行。根據當前情況來說，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對其進行操作，而通過把PLC控制技術運用到工業(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、固定軸旋轉運行。而相應的工業(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。

表1 工業(yè)機器人參數(shù)

其次，針對運行控制編制，應該根據未知參數(shù)加以設定。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，減速器的傳動比設定為N=1:80，而絲桿螺距設定為T=4mm，在電機運作過程中，通常采用定位控制方式，因此，在轉數(shù)為n1時，根據MAM指令，升降臂的參數(shù)設定公式為

最后，因為工業(yè)機器人主要是借助運行質量來進行運行和操作，因此，在應用PLC控制技術的作用下，應該對其移動方向、移動狀況等內容進行綜合思考。通過把PLC控制技術運用到工業(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，應該將其轉變成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控制技術不管是硬件設計方面，還是在軟件設計方面，都具備較強的便捷性，同時還能減少空間應用，確保了機器人在操作中的柔性及擴展性特質。通過把PLC控制技術運用到工業(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。