PLC在工業(yè)機(jī)器人控制中的設(shè)計應(yīng)用

楊登科

【摘要】PLC在六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人控制中具有很好的價值。基于此，本文闡述了六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)、電機(jī)選擇和系統(tǒng)模型控制等工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)和控制方法，同時，提出了PLC在六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人控制中的設(shè)計應(yīng)用，主要包括了工業(yè)機(jī)器人的電路驅(qū)動設(shè)計、參數(shù)選擇、系統(tǒng)的硬件設(shè)計等，通過論述以上設(shè)計應(yīng)用方法，來為設(shè)計人員提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】PLC；六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人控制；以太網(wǎng)

工業(yè)機(jī)器人作為工業(yè)發(fā)展的趨勢，為各個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域做出了非常大的貢獻(xiàn)，不僅提高了勞動生產(chǎn)力，還提高了工業(yè)自動化進(jìn)程。工業(yè)機(jī)器人是通過提供運(yùn)動執(zhí)行程序，來進(jìn)行復(fù)雜的工作任務(wù)。近年來，不斷發(fā)展出來的智能機(jī)器人，已經(jīng)能夠按照原有的記憶裝置來實(shí)現(xiàn)復(fù)原示教的動作，進(jìn)而完成自動重復(fù)執(zhí)行動作。

1 PLC在六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人控制中的設(shè)計應(yīng)用

1.1工業(yè)機(jī)器人的電路驅(qū)動設(shè)計

PLC和電機(jī)繞組需要通過驅(qū)動電路，并使用電機(jī)的大電流及PLC弱點(diǎn)分離出來，來確保計算機(jī)能夠不受到外界磁場的干擾，因此，需要設(shè)計光電隔離方法的電機(jī)驅(qū)動電路。此次設(shè)計采用了四排硬件脈沖方式運(yùn)行，一臺步進(jìn)電機(jī)的相關(guān)需要PLC對4個點(diǎn)來控制，這樣設(shè)計采用的輸出是內(nèi)部波形設(shè)計。

1.2參數(shù)選擇

此次設(shè)計的系統(tǒng)采用的是三菱FX系列的PLC，而PLC型號是FX-64MT，從電路的結(jié)構(gòu)來看，選擇達(dá)林頓管和V1-V4的參數(shù)。需要根據(jù)電機(jī)的一些電阻及靜態(tài)電流值，來計算出達(dá)林頓管的電流及電壓值，同時，還需要充分考慮達(dá)林頓管的功率及散熱片計算。此外，還要考慮電機(jī)功率和供電電壓等級，提升電機(jī)的效果，來留有一定預(yù)留。電阻是用于限制繞組中的電流值，由于電阻值很小且電流很大，電阻功率需要滿足原有電流要求，因此，步進(jìn)驅(qū)動器可以設(shè)計成為一個模塊。

1.3系統(tǒng)的硬件配置

該系統(tǒng)是使用晶體管型作為PLC控制系統(tǒng)的重點(diǎn)內(nèi)容，其具有的內(nèi)部輸入端接入信號主要包括示教盒控制面板，比如中樞按鈕及機(jī)器關(guān)節(jié)限位和水平接近開關(guān)，系統(tǒng)的輸出階段需要接入驅(qū)動器的控制六關(guān)節(jié)機(jī)器人來執(zhí)行示教動作，硬件的系統(tǒng)框架圖內(nèi)容如下：檢測系統(tǒng)的輸入狀態(tài)—Fx可編程制造器—6步驅(qū)動器—開始六關(guān)節(jié)機(jī)器人—驅(qū)動電源。

PLC軟件程序設(shè)計，六關(guān)節(jié)機(jī)器人在軟件設(shè)計中，需要使用復(fù)讀式機(jī)器方法，同時具有自主學(xué)習(xí)能力，可以按照記憶裝置存儲信息具有人手示教的動作，示教的動作能夠自動執(zhí)行動作，使用示教盒完成三種控制方法來進(jìn)行控制操作：

（1）手動方法設(shè)計。在設(shè)計過程中，通過對機(jī)器人的各個關(guān)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)到任意的工作位置與工作原點(diǎn)，需要確定極限位置；

（2）手動示教位置工作方式，通過使用工作原點(diǎn)的機(jī)器人是借助手動按鍵示教在日后工作中所具有的一些動作。比如在機(jī)械設(shè)備工作中，讓機(jī)器人在A點(diǎn)首先抓取一個物體W，需要越過一個障礙物達(dá)到Z高度，再借助物體W到B點(diǎn)，并使用記憶元件把手動示教記憶下來；

（3）自動工作方法。需要借助記憶元件存儲數(shù)據(jù)，并執(zhí)行電機(jī)的動作，使其和示教工作方式中的動作相同，共同完成所要求的生產(chǎn)任務(wù)。PLC軟件程序主要包括以下內(nèi)容：初始化運(yùn)行復(fù)位—手動工作——自動工作——調(diào)用數(shù)據(jù)傳送——數(shù)據(jù)比較——自動工作——雙四拍脈沖輸出——正轉(zhuǎn)程序。

（4）程序設(shè)計中的重點(diǎn)內(nèi)容是功能補(bǔ)償，傳統(tǒng)的機(jī)械傳動存在著誤差，來使得機(jī)器人的傳動機(jī)構(gòu)存在著返回誤差，既不能返回原有的程序隨著運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)的增加，積累定位存在著定位誤差。在程序執(zhí)行的過程中，需要校正程序。校正的方法存在著補(bǔ)償信息，其中補(bǔ)充的方法是每一個循環(huán)對每一個步驟進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充脈沖補(bǔ)償，相較于準(zhǔn)確的原位，在消除返回誤差辦法通過結(jié)算循環(huán)次數(shù)，在循環(huán)次數(shù)后，需要進(jìn)行繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的步行電機(jī)施加補(bǔ)充脈沖補(bǔ)償，來消除積累定位誤差。

2結(jié)論

綜上所述，PLC在六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人控制中是讓控制程序代碼獨(dú)立于硬件。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的輸出階段需要接入驅(qū)動器的控制六關(guān)節(jié)機(jī)器人的執(zhí)行示教動作；同時，需要根據(jù)電機(jī)的一些電阻及靜態(tài)電流值，來計算出達(dá)林頓管的電流及電壓值。因此，PLC在六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人控制中能夠形成一個簡單可行的FA設(shè)備。

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