基于PLC與觸摸屏的碼垛工業(yè)機器人操作系統(tǒng)分析

陶 帥

(遼寧建筑職業(yè)學(xué)院，遼寧 遼陽 111000)

1對基于PLC與觸摸屏的碼垛工業(yè)機器人操作系統(tǒng)的概述

當今，智能化成為國家重大科技發(fā)展方向，工業(yè)機器人作為一項重要的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，其高效性與智能化逐漸受到各個國家的認可。而碼垛機器人作為一種可以高效搬運貨物的碼垛工具，它的高效性與便捷性替代率人工勞動力，減輕了人類的勞動負擔(dān)，在一定程度上提高了社會生產(chǎn)力水平，在社會的發(fā)展上做出了巨大貢獻。目前來看，PLC與觸摸屏技術(shù)在這個領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，逐漸形成一種更加完善的人機交互與設(shè)備控制體系，使得工業(yè)機器人的運作更加精確，逐漸趨于模塊化與系統(tǒng)化。

2基于PLC與觸摸屏的碼垛工業(yè)機器人操作系統(tǒng)存在的問題

就當前而言，在碼垛工業(yè)機器人操作系統(tǒng)中，主要存在以下4點問題：(1)系統(tǒng)設(shè)計目的不夠明確。(2)碼垛工業(yè)機器人控制方式落后。(3)觸摸屏人機交互界面設(shè)計存在問題。(4)工業(yè)機器人碼垛指令與功能操作系統(tǒng)繁瑣復(fù)雜。

3基于PLC與觸摸屏的碼垛工業(yè)機器人操作系統(tǒng)存在問題的策略研究

3.1明確系統(tǒng)設(shè)計目的

在整個包裝流水線上，工業(yè)機器人主要負責(zé)的內(nèi)容是產(chǎn)品的堆垛與分揀，在機器人進行碼垛過程中，碼垛位置與產(chǎn)品的變化會在很大程度上影響工業(yè)機器人的運行情況。如果碼垛的方式與行進的距離發(fā)生改變，則必須中斷系統(tǒng)的運行，重新對程序進行編寫和調(diào)試。在我國的中型和小型企業(yè)中，在生產(chǎn)線上靈活控制，有效的提高了生產(chǎn)效率與機器人利用率，PLC作為控制器的碼垛機器人，廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)，PLC與觸摸屏的引入實現(xiàn)了與機器人控制器的相互信息通訊功能，供料系統(tǒng)的伺服電機在PLC定位模塊的驅(qū)動下進行物料供給與輸送，機器人程序信息與PLC交互信息、相互協(xié)作，取代附加七軸，形成一個新的操作系統(tǒng)，根據(jù)不同碼垛的要求，啟動不同的程序，靈活調(diào)用機器人，形成完整的運行系統(tǒng)與工作體系，大大提高了工作效率。

3.2改進碼垛工業(yè)機器人控制方式

在三菱Q系列PLC的基礎(chǔ)上，與碼垛工業(yè)機器人進行配合，對于靜止物體來說，可以很好的實現(xiàn)碼垛，并且抓取的精確度大大提高。在運動過程中的抓取與放置，之前的體統(tǒng)與體系還有待改善，對于碼垛工業(yè)機器人的控制方式還有待改進。為了可以進一步提高碼垛工業(yè)機器人的工作精確度，應(yīng)當提高系統(tǒng)的配置，包括按鈕盒、含CPU的PLC、控制器、真空發(fā)生器、觸摸屏和伺服放大器等。人機界面與CPU實現(xiàn)信息交互，CPU對觸摸屏的操作指令進行處理，并且分析輸入模塊的啟動、停止、復(fù)位等信號，物料進給、碼垛位置、狀態(tài)信息會直接顯示給輸入模塊，同時對目標盤與庫盤上的物料信息進行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)過CPU的處理后后，把信息反饋到人機交互界面和定位模塊，定位模塊通過電信號傳達給伺服放大器，進而控制伺服電機的工作與運行情況。此外，輸出模塊可以直接控制工業(yè)機器人，以太網(wǎng)模塊和工業(yè)機器人控制器在一定程度上建立著TCP或 IP協(xié)議，從而使控制系統(tǒng)更加完善。

3.3優(yōu)化觸摸屏人機交互界面設(shè)計

人機交互的技術(shù)融合提供了顛覆性技術(shù)，配套了觸摸屏與PLC編程，提升了機器人運行的精確行和穩(wěn)定性，對于機器人智能化的研究有著非常重要的意義。并且在信息的獲取、傳遞、處理、控制、規(guī)劃、編程和作業(yè)中起到了統(tǒng)籌規(guī)劃的作用。觸摸屏判斷人手指接觸的按鈕是通過觸覺反饋系統(tǒng)進行判斷的，之后通過系統(tǒng)編程驅(qū)動連接裝置，通過觸摸屏，可以實現(xiàn)對碼垛的操作和物料進給的操作，并對運行情況進行控制。在觸摸屏上，可通過啟動、暫停、停止、復(fù)位、原點、轉(zhuǎn)動、靜態(tài)及動態(tài)監(jiān)視等按鈕進行實時監(jiān)測與控制，可以在展示工作臺狀況的同時控制碼垛機器人的運行。

3.4簡化工業(yè)機器人碼垛指令與功能操作系統(tǒng)

機器人編程語言是工業(yè)中最為普遍的MELFA-BASIC V指令，這種指令在詞匯方面十分豐富，可為用戶提供不同選擇，并且，其中所包含的大量函數(shù)可以提供不同編程指令，面對不同的工業(yè)場合，可以很大程度上提高作業(yè)精度，同時，還提高機器人作業(yè)的有效性。在機器人的控制設(shè)備外圍接口處，把控制信號設(shè)置在了各個安全開關(guān)和單元，以通過有效的控制，滿足安全運作的要求。在操作系統(tǒng)方面，通過PLC、觸摸屏與控制器同時實現(xiàn)，在控制器內(nèi)儲存編制好的程序，每次啟動單個程序，只有重新讀寫才可以重啟除此程序外的另一個程序，從而對工業(yè)碼垛機器人的伺服速度和運行路線等參數(shù)進行設(shè)置，并對機器人的啟動和停止進行時間設(shè)定。根據(jù)碼垛要求以及物料供給的情況，通過以太網(wǎng)模塊連接機器人控制器，對其運作進行特定要求，提高系統(tǒng)的精確度。在機器人進行碼垛的過程中，為了避免位置出現(xiàn)誤差，必須保證通訊的及時性，在機器人向PLC發(fā)出信號的同時接受PLC回饋的信號，通過速度參數(shù)的微調(diào)使重復(fù)定位精度提高，保證其可行性與精準性。

4結(jié)語

綜上所述，基于PLC與觸摸屏的碼垛工業(yè)機器人可在生產(chǎn)線和控制線的運作過程中更加快捷、方便、靈活、迅速，繼汽車等交通產(chǎn)業(yè)、計算機技術(shù)之后，工業(yè)機器人成為提高社會生產(chǎn)力、改善人類生活與工作質(zhì)量的又一高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，機器人的智能化與便捷性成為國家重大科技發(fā)展方向，是各個國家的戰(zhàn)略必爭之地。碼垛工業(yè)機器人的應(yīng)用逐漸變得越來越廣泛化，為國家提高社會生產(chǎn)力、實現(xiàn)工業(yè)自動化提供了動力。