工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的PLC控制技術(shù)研究與設(shè)計(jì)

趙鵬飛

摘 要：近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC控制技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用，能夠從一定程度上帶動(dòng)工業(yè)機(jī)器人PLC技術(shù)發(fā)展，當(dāng)前在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域中針對(duì)PLC技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了有效控制。在本次研究中我們對(duì)工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，分別從其軟、硬件方面進(jìn)行詳細(xì)闡述，著重分析工業(yè)機(jī)器人的PLC控制技術(shù)，希望能給相關(guān)工作人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;系統(tǒng);PLC控制技術(shù);研究;設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.103

1 PLC控制機(jī)器人系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 PLC控制的工業(yè)機(jī)器人

近年來，我國在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域過程中逐漸實(shí)現(xiàn)了PLC的技術(shù)，當(dāng)前PLC控制技術(shù)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，隨著該技術(shù)的不斷完善，目前在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中也實(shí)現(xiàn)了較大進(jìn)步。基于可編程控制器的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)能夠?qū)LC的控制機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)中，且將這一目標(biāo)成為了現(xiàn)實(shí)。目前，在工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中主要以PLC技術(shù)控制為主，且硬件已經(jīng)可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中并取得良好效果，且成為了衡量當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化水平的指標(biāo)。在工業(yè)機(jī)器人中使用PLC技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)中自動(dòng)化管理，同時(shí)可以確保高質(zhì)量完成任務(wù)為企業(yè)創(chuàng)造更多利益，同時(shí)推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展。

1.2 工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展歷史

從其發(fā)展歷史上來看，最初是由美國發(fā)明了全球第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，并將其運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)過程中，當(dāng)誕生第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人后，很多發(fā)到國家先繼開發(fā)不同類型的工業(yè)機(jī)器人。隨著該系統(tǒng)逐漸趨于成熟，工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化目標(biāo)，也從一定程度上提升西方發(fā)達(dá)水國家的生產(chǎn)制造水平，提高了勞動(dòng)效率。目前隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將使得工業(yè)機(jī)器人逐漸邁入新的發(fā)展階段中，即基于PLC控制的工業(yè)機(jī)器人發(fā)展。

1.3 PLC控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著科技技術(shù)的發(fā)展，目前工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)具備良好的性能特點(diǎn)，該特點(diǎn)是基于PLC控制系統(tǒng)的前提下來實(shí)現(xiàn)的，在當(dāng)前發(fā)展過程中需要針對(duì)以下幾點(diǎn)進(jìn)行高度重視：首先在實(shí)際操作工業(yè)機(jī)器人過程中，通過對(duì)可編程控制技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)而達(dá)到準(zhǔn)確仿真設(shè)計(jì)和模擬分析，能夠?qū)I(yè)機(jī)器人進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，改善其系統(tǒng)操作性能。其次，隨著技術(shù)的發(fā)展能夠使可編程控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)不斷完善，使該系統(tǒng)控制性能逐漸優(yōu)化，能夠控制一些較為復(fù)雜的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。最后，運(yùn)用可編程控制器統(tǒng)與工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中能夠使通信功能更為完善，實(shí)現(xiàn)了個(gè)性與其他工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的有效連接，能夠使可編程控制的工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)全球標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。

2 PLC控制的工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)分析

在針對(duì)工業(yè)機(jī)器人開展設(shè)計(jì)時(shí)首先需要注意，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人來說需要具備裝配，搬運(yùn)，抓取等多種功能，而這些功能是基于PLC控制的基礎(chǔ)上，利用氣缸驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，而氣缸驅(qū)動(dòng)的控制主要是電磁閥的構(gòu)建，通過對(duì)該構(gòu)件操作進(jìn)行動(dòng)作配置，能夠證實(shí)工業(yè)機(jī)器人可以運(yùn)用PLC控制技術(shù)，確保設(shè)備的電磁閥部件與不同類型開關(guān)裝置，使兩者實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)配合，這是特殊的開關(guān)控制方法。對(duì)于一個(gè)完整工業(yè)機(jī)器人來說，包含了兩種工作平臺(tái)，在操作工業(yè)機(jī)器人時(shí)通過加工工件從最初傳達(dá)到一號(hào)工作臺(tái)，未經(jīng)過操作工間可傳輸?shù)蕉?hào)工作臺(tái)再返回到一號(hào)工作臺(tái)中，之后將進(jìn)入下一弓工件的操作，如下圖所示是工業(yè)機(jī)器人在裝置中的完整流程。

如圖1，工業(yè)機(jī)器人能夠按照預(yù)先設(shè)置的程序進(jìn)行操作，首先在最初放置的位置不斷向下移動(dòng)，操作手指可以將一號(hào)工作臺(tái)的工件夾緊，進(jìn)而達(dá)到上下移動(dòng)的目的，當(dāng)移動(dòng)到指定位置后，機(jī)器人的手腕，手指會(huì)在手臂帶領(lǐng)下沿規(guī)定方向移動(dòng)，等到其達(dá)到預(yù)定位置后，按照下行方向繼續(xù)向下移動(dòng)，直到機(jī)器人能夠?qū)⒐ぜ鬏數(shù)蕉?hào)工作臺(tái)，而要想傳輸?shù)蕉?hào)工作臺(tái)需要與上述流程保持相反的操作，進(jìn)而才能夠完成循環(huán)工作。工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)中具備的顯著特點(diǎn)是可以同時(shí)采取連續(xù)性和手動(dòng)型操作，而該設(shè)計(jì)重點(diǎn)是確保可編程控制技術(shù)操作能夠到達(dá)輸入輸出點(diǎn)的分配目標(biāo)。通過對(duì)工業(yè)機(jī)器人裝置的動(dòng)作了解，可利用開關(guān)裝置達(dá)到控制系統(tǒng)的檢測(cè)信號(hào)，進(jìn)而更好地控制。機(jī)器人手臂動(dòng)作標(biāo)準(zhǔn)性能夠?qū)﹂_關(guān)設(shè)置通斷按鈕完成有效的運(yùn)動(dòng)，控制上升和移動(dòng)都可以采取電磁閥來實(shí)現(xiàn)有效控制。

3 PLC控制系統(tǒng)的機(jī)器人軟件設(shè)計(jì)

在軟件設(shè)計(jì)過程中可以依據(jù)操作流程完成設(shè)計(jì)，是在PLC控制技術(shù)的基礎(chǔ)上通過自動(dòng)和手動(dòng)方式來操作的，在具體設(shè)計(jì)中機(jī)器人自動(dòng)控制整個(gè)流程需要進(jìn)行全分析，在程序設(shè)計(jì)指令選擇過程中，需要根據(jù)順序控制相應(yīng)的指令，設(shè)計(jì)機(jī)器人整體自動(dòng)控制軟件需要遵循下列步驟：首先需要對(duì)程序?qū)崿F(xiàn)初始化管理。在充電狀態(tài)下機(jī)器人裝置能夠?qū)崿F(xiàn)全面初始化，能夠?yàn)楹罄m(xù)動(dòng)作提供基礎(chǔ)，避免由于自動(dòng)控制系統(tǒng)裝置的直接介入，而出現(xiàn)錯(cuò)誤操作。其次，對(duì)其控制系統(tǒng)手動(dòng)模式的合理設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中需要合理設(shè)計(jì)手動(dòng)操作按鈕，手動(dòng)運(yùn)行，針對(duì)的是系統(tǒng)維護(hù)修理中便捷操作而設(shè)計(jì)的。最后需要全面了解裝置的工作流程，進(jìn)而使自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)確保其動(dòng)作協(xié)調(diào)性，通常當(dāng)機(jī)器人處于初始狀態(tài)后和檢測(cè)處于待工作狀態(tài)間能夠開展自動(dòng)控制。

4 結(jié)語

相比傳統(tǒng)硬件系統(tǒng)線路來說，PLC的控制技術(shù)在硬件設(shè)計(jì)上能夠節(jié)約空間，更加便捷，確保機(jī)器人控制的柔性和拓展性特點(diǎn)。在工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中PLC控制技術(shù)對(duì)于其系統(tǒng)設(shè)計(jì)起著十分重要的作用，能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器的線路控制，提升系統(tǒng)的可靠性以及抗干擾性。

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