工業機器人系統控制技術研究與設計

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摘要:隨著社會經濟的不斷發展，社會生產力水平不斷的提高，PLC技術以其獨特的優勢，被普遍的應用到社會的各個領域，在工業機器人領域PLC控制技術也起到了重要的作用，能夠較好的控制工業機器人。本文對工業機器人系統和PLC控制的工業機器人系統進行了簡述，分析了其發展趨勢，并對PLC控制工業機器人的研究和設計進行了探討。

關鍵詞:工業機器人系統;PLC;研究;設計

第一臺工業機器人誕生于美國，在投入到實際生產之后各個國家不斷的開發不同類型的機器人，工業機器人系統也逐漸發展成熟，有效提升了工業生產制造水平、節約了勞動力，提高了勞動效率，近年來，隨著科學技術的不斷發展，基于PLC控制的工業機器人系統發展勢頭良好，在未來勢必會得到更加廣泛的應用。

一、PLC控制的工業機器人系統概述

目前在工業自動化領域中，PLC技術的控制得到了極大的發展，基于PLC控制技術的工業機器人系統也在不斷的完善，將PLC控制的工業機器人系統應用到實際生產中也已經成為了現實。在工業機器人系統中應用PLC技術進行控制能夠實現自動化的管理，確保高質量的完成生產任務，同時也推動了機電一體化的發展。現階段，基于PLC控制技術的工業機器人系統研究進入到了關鍵期，因此對工業機器人系統的PLC控制技術進行研究與設計至關重要。

二、PLC控制的工業機器人系統發展趨勢

隨著科學技術的不斷發展進步，目前工業機器人系統已經體現出非常良好的智能化特征，PLC控制技術正是其智能化的核心。未來PLC控制的工業機器人系統發展最主要集中在以下幾個方面:一是要在實際操作工業機器人的過程中，要能夠利用可編程控制技術進行準確的仿真和模擬分析，從而不斷優化工業機器人系統，改善系統的操作性能;二是要進一步強化PLC控制系統的控制能力，使PLC控制技術能夠控制更加復雜的工業機器人系統，成倍的提升控制效果;三是要不斷優化和完善PLC控制工業機器人系統的網絡通信功能，確保工業機器人系統能夠通過網絡與其他機器人進行有效的連接，實現基于PLC控制的工業機器人標準的統一［1］。

三、工業機器人系統的PLC控制技術研究與設計

對于工業機器人系統的PLC控制技術進行研究和設計時要關注工業機器人系統需要具備的功能，明確哪些功能是需要基于PLC控制實現的。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，利用運動驅動系統、軟件系統、模擬和仿真系統輔助完成。基于PLC控制技術的工業機器人系統中，PLC通過對工業機器人加工數據和操作的實際狀況進行實施監控，來采取相應的指令措施，從而及時有效的處理和解決出現的各種情況。在實際的工業機器人系統中，PLC控制技術表現出了非常好的性能，首先，具有很強的控制能力，能夠及時的將信息指令發送給工業機器人，并與網絡技術相結合指令工業機器人完成各種操作;其次，具有非常可靠的特性，PLC控制技術能夠對編碼進行加密處理，從而提升PLC控制器的抗干擾能力，確保工業機器人系統生產運行的穩定性;最后，適用性比較廣泛，基于PLC控制技術的工業機器人系統能夠被廣泛的應用在社會生產的各個領域，局限性較低。

(一)硬件部分設計要保證工業機器人具備裝配、搬運和抓取等功能，就必須要依靠氣缸驅動來實現，完成氣缸驅動控制就需要構建電磁閥，然后通過對其進行各種動作的配置，由此可見，要想通過PLC控制工業機器人系統，就必須要確保具備電磁閥部件和各種開關裝置，從而確保二者能夠協調配合工作。對于一個完整的工業機器人系統來說，需要兩個不同的工作臺，機器人系統按照編制好的程序對工件完成控制操作，如下圖所示，機器人在最開始設置的位置不斷的將手腕下移，操作手指夾緊1號工作臺上的工件進行上下移動，在移動到一定位置之后，機器人的手指和手腕在手臂的帶動下要沿著規定的方向繼續移動，達到預定位置之后向下移，從而將工件傳輸到2號工作臺的位置，要完成一個全面循環的工作周期需要再次實施一次相反的操作。對于這種工業機器人系統來說，最大的優勢就是能夠同時進行手動和連續性操作，因此在硬件設計過程中要確保能夠達到輸入點或輸出點的分配工作目標，了解機器人裝置的動作要求，利用限位開關裝置控制系統位置檢測信號，從而確保機器人手臂定位準確。

(二)軟件部分設計在軟件設計過程中，需要根據操作流程進行設計，由于機器人系統是建立在PLC控制技術上的，因此在設計過程中要綜合考慮自動控制系統的整個工作流程順序，根據步進順序控制指令完成程序設計。首先，要在充電狀態下對機器人程序進行全面初始化管理，從而確保后續動作能夠順利進行，在編制初始化程序操作指令時盡量簡化編程，選擇ISL初始狀態指令;其次，要合理的設計機器人控制系統的手動控制模式，在機器人系統維護和修理期間，為了操作方便需要設計手動運行模式，因此首先要設計手動開關，連接手指部件之后降低機械手臂的高度，然后再按照相同的程序完成機器人手臂、手腕、手指的移動和松緊，除此之外，還需要設置聯鎖保護程序確保系統運行的安全。

四、結語

總而言之，相比于傳統的硬件系統接線線路，PLC控制技術在硬件設計上體現出了非常明顯的優勢，不僅節約了空間，而且更加便捷，能夠保證機器人控制的柔性和拓展性。基于PLC控制技術對工業機器人系統進行研究和設計能夠在很大程度上提高工業機器人控制系統的可靠性和抗干擾性，在未來的工業生產中具有非常廣闊的應用前景，能夠有效提高工業生產的質量和效率。

參考文獻:

［1］劉媛媛．工業機器人系統的PLC控制技術研究與設計淺談［J］．通信電源技術，2016，33(4):162-163．

作者：牛麗 單位：陜西廣播電視大學