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

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摘要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)力水平不斷的提高，PLC技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，被普遍的應(yīng)用到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域PLC控制技術(shù)也起到了重要的作用，能夠較好的控制工業(yè)機(jī)器人。本文對(duì)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)和PLC控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)述，分析了其發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)PLC控制工業(yè)機(jī)器人的研究和設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

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

第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人誕生于美國(guó)，在投入到實(shí)際生產(chǎn)之后各個(gè)國(guó)家不斷的開(kāi)發(fā)不同類(lèi)型的機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)也逐漸發(fā)展成熟，有效提升了工業(yè)生產(chǎn)制造水平、節(jié)約了勞動(dòng)力，提高了勞動(dòng)效率，近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于PLC控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)發(fā)展勢(shì)頭良好，在未來(lái)勢(shì)必會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。

一、PLC控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)概述

目前在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中，PLC技術(shù)的控制得到了極大的發(fā)展，基于PLC控制技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)也在不斷的完善，將PLC控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中也已經(jīng)成為了現(xiàn)實(shí)。在工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)進(jìn)行控制能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的管理，確保高質(zhì)量的完成生產(chǎn)任務(wù)，同時(shí)也推動(dòng)了機(jī)電一體化的發(fā)展?，F(xiàn)階段，基于PLC控制技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)研究進(jìn)入到了關(guān)鍵期，因此對(duì)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的PLC控制技術(shù)進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

二、PLC控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，目前工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)已經(jīng)體現(xiàn)出非常良好的智能化特征，PLC控制技術(shù)正是其智能化的核心。未來(lái)PLC控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)發(fā)展最主要集中在以下幾個(gè)方面:一是要在實(shí)際操作工業(yè)機(jī)器人的過(guò)程中，要能夠利用可編程控制技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的仿真和模擬分析，從而不斷優(yōu)化工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，改善系統(tǒng)的操作性能;二是要進(jìn)一步強(qiáng)化PLC控制系統(tǒng)的控制能力，使PLC控制技術(shù)能夠控制更加復(fù)雜的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，成倍的提升控制效果;三是要不斷優(yōu)化和完善PLC控制工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信功能，確保工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與其他機(jī)器人進(jìn)行有效的連接，實(shí)現(xiàn)基于PLC控制的工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一［1］。

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

對(duì)于工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的PLC控制技術(shù)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)時(shí)要關(guān)注工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)需要具備的功能，明確哪些功能是需要基于PLC控制實(shí)現(xiàn)的。PLC編碼控制器是一種新型的控制器，具有多種輔助功能，以微處理器作為控制核心，利用運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、模擬和仿真系統(tǒng)輔助完成?；赑LC控制技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中，PLC通過(guò)對(duì)工業(yè)機(jī)器人加工數(shù)據(jù)和操作的實(shí)際狀況進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，來(lái)采取相應(yīng)的指令措施，從而及時(shí)有效的處理和解決出現(xiàn)的各種情況。在實(shí)際的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中，PLC控制技術(shù)表現(xiàn)出了非常好的性能，首先，具有很強(qiáng)的控制能力，能夠及時(shí)的將信息指令發(fā)送給工業(yè)機(jī)器人，并與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合指令工業(yè)機(jī)器人完成各種操作;其次，具有非?？煽康奶匦?，PLC控制技術(shù)能夠?qū)幋a進(jìn)行加密處理，從而提升PLC控制器的抗干擾能力，確保工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定性;最后，適用性比較廣泛，基于PLC控制技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)能夠被廣泛的應(yīng)用在社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，局限性較低。

(一)硬件部分設(shè)計(jì)要保證工業(yè)機(jī)器人具備裝配、搬運(yùn)和抓取等功能，就必須要依靠氣缸驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，完成氣缸驅(qū)動(dòng)控制就需要構(gòu)建電磁閥，然后通過(guò)對(duì)其進(jìn)行各種動(dòng)作的配置，由此可見(jiàn)，要想通過(guò)PLC控制工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，就必須要確保具備電磁閥部件和各種開(kāi)關(guān)裝置，從而確保二者能夠協(xié)調(diào)配合工作。對(duì)于一個(gè)完整的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要兩個(gè)不同的工作臺(tái)，機(jī)器人系統(tǒng)按照編制好的程序?qū)ぜ瓿煽刂撇僮?，如下圖所示，機(jī)器人在最開(kāi)始設(shè)置的位置不斷的將手腕下移，操作手指夾緊1號(hào)工作臺(tái)上的工件進(jìn)行上下移動(dòng)，在移動(dòng)到一定位置之后，機(jī)器人的手指和手腕在手臂的帶動(dòng)下要沿著規(guī)定的方向繼續(xù)移動(dòng)，達(dá)到預(yù)定位置之后向下移，從而將工件傳輸?shù)?號(hào)工作臺(tái)的位置，要完成一個(gè)全面循環(huán)的工作周期需要再次實(shí)施一次相反的操作。對(duì)于這種工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最大的優(yōu)勢(shì)就是能夠同時(shí)進(jìn)行手動(dòng)和連續(xù)性操作，因此在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中要確保能夠達(dá)到輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)的分配工作目標(biāo)，了解機(jī)器人裝置的動(dòng)作要求，利用限位開(kāi)關(guān)裝置控制系統(tǒng)位置檢測(cè)信號(hào)，從而確保機(jī)器人手臂定位準(zhǔn)確。

(二)軟件部分設(shè)計(jì)在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要根據(jù)操作流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于機(jī)器人系統(tǒng)是建立在PLC控制技術(shù)上的，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中要綜合考慮自動(dòng)控制系統(tǒng)的整個(gè)工作流程順序，根據(jù)步進(jìn)順序控制指令完成程序設(shè)計(jì)。首先，要在充電狀態(tài)下對(duì)機(jī)器人程序進(jìn)行全面初始化管理，從而確保后續(xù)動(dòng)作能夠順利進(jìn)行，在編制初始化程序操作指令時(shí)盡量簡(jiǎn)化編程，選擇ISL初始狀態(tài)指令;其次，要合理的設(shè)計(jì)機(jī)器人控制系統(tǒng)的手動(dòng)控制模式，在機(jī)器人系統(tǒng)維護(hù)和修理期間，為了操作方便需要設(shè)計(jì)手動(dòng)運(yùn)行模式，因此首先要設(shè)計(jì)手動(dòng)開(kāi)關(guān)，連接手指部件之后降低機(jī)械手臂的高度，然后再按照相同的程序完成機(jī)器人手臂、手腕、手指的移動(dòng)和松緊，除此之外，還需要設(shè)置聯(lián)鎖保護(hù)程序確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，相比于傳統(tǒng)的硬件系統(tǒng)接線線路，PLC控制技術(shù)在硬件設(shè)計(jì)上體現(xiàn)出了非常明顯的優(yōu)勢(shì)，不僅節(jié)約了空間，而且更加便捷，能夠保證機(jī)器人控制的柔性和拓展性?；赑LC控制技術(shù)對(duì)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)能夠在很大程度上提高工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性，在未來(lái)的工業(yè)生產(chǎn)中具有非常廣闊的應(yīng)用前景，能夠有效提高工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn):

［1］劉媛媛．工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的PLC控制技術(shù)研究與設(shè)計(jì)淺談［J］．通信電源技術(shù)，2016，33(4):162-163．

作者：牛麗 單位：陜西廣播電視大學(xué)