淺談PLC控制的工業(yè)機(jī)器人組裝系統(tǒng)

王超 劉東東

（山東金鐘科技集團(tuán)股份有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

新時代背景下，大數(shù)據(jù)、VR、全站測試等皆是當(dāng)前主要發(fā)展對象，工業(yè)機(jī)器人作為機(jī)電一體化的高新技術(shù)也正逐步朝智能化方向穩(wěn)步前進(jìn)。值得一提的是，PLC控制的組裝系統(tǒng)當(dāng)前已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域中得到全方面普及和應(yīng)用，例如：機(jī)床電氣控制、起重機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、電梯的控制以及家用電器中自動裝配線的控制等，機(jī)器人組裝系統(tǒng)亦是其應(yīng)用領(lǐng)域中的一項。

一、PLC控制的工業(yè)機(jī)器人組裝系統(tǒng)概述

（一）簡介

P L C 其 全 稱 為 可 編 程 邏 輯 控 制 器（ProgrammableLogicController），其本身是一種通過數(shù)字運(yùn)算來進(jìn)行操作的電子系統(tǒng)，從一定程度上講是為工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用而設(shè)計的，通過運(yùn)用可以編輯和制作程序的存儲器，進(jìn)行執(zhí)行儲存邏輯運(yùn)算以及順序1控制、定時、計算、運(yùn)算等系列指令，進(jìn)而控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或者生產(chǎn)過程[1]。

PLC控制的工業(yè)機(jī)器人組裝系統(tǒng)則是以PLC為基礎(chǔ)，將信號快速傳遞給機(jī)器人，緊接著控制機(jī)器人完成相應(yīng)操作，倘若將其進(jìn)行充分應(yīng)用，還可實現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人、伺服機(jī)器人、伺服電機(jī)、識別、視頻等各個系統(tǒng)的綜合應(yīng)用，可以說使用范圍相對較為廣泛。與此同時，將本身機(jī)器人具備的效率高、穩(wěn)定性好、精度高、適應(yīng)各種工作環(huán)境等優(yōu)點更大程度地發(fā)揮出來，降低了人工成本，提高工作效率。

在執(zhí)行過程中，PLC控制通過梯形圖指令和語句表指令發(fā)布需要執(zhí)行的命令，這里簡單介紹梯形圖程序[2]，梯形圖程序分為兩部分：

圖1 第二級程序執(zhí)行周期

（二）發(fā)展趨勢

PLC控制技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便的通用工業(yè)控制設(shè)備，現(xiàn)已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動化的主要支柱之一。人們對物質(zhì)以及精神文化的需求促進(jìn)了機(jī)器人的產(chǎn)生，將PLC控制技術(shù)與機(jī)器人進(jìn)行融合后，現(xiàn)代機(jī)器人系統(tǒng)呈現(xiàn)出良好的智能特性和柔韌特性，同時結(jié)合當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)的普及與發(fā)展，可以進(jìn)一步實現(xiàn)多個工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)間的網(wǎng)絡(luò)連接和大規(guī)模機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

二、PLC控制的工業(yè)機(jī)器人組裝系統(tǒng)的硬件設(shè)計

在上述PLC程序結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上， PLC主要由CPU、存儲器、I/O單元、外設(shè)接口、電源等組成。因此，對于工業(yè)機(jī)器人而言，在對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行是設(shè)計時其首要考慮問題便是抓取、搬運(yùn)和裝配等基本功能，這便要取決于氣缸驅(qū)動作用，而電磁閥部件則是控制氣缸驅(qū)動的主要部分[3]。這便要求機(jī)器人組裝系統(tǒng)中具備此部件才能更好地運(yùn)用PLC控制，而在實際操作中，需要將其從加工的伊始位置傳送至一號工作臺，在進(jìn)行這一操作的基礎(chǔ)上，緊接著進(jìn)行將操作的工件傳遞至二號工作臺這一程序，最好再回到一號工作臺，如此便完成了一個工件的生產(chǎn)操作。

需要進(jìn)行說明的是，在這一過程中機(jī)器人在其中所扮演的角色具備一個最獨(dú)特地特征：可以不斷實施手動型和連續(xù)性兩個操作并且保持循環(huán)性。在硬件設(shè)計上，其重點是通過對機(jī)器人裝置所需要進(jìn)行的動作進(jìn)行相關(guān)研究，合理利用限位開關(guān)裝置，以此來滿足控制系統(tǒng)位置檢測信號工作的要求以及保證機(jī)器人手臂動作的標(biāo)準(zhǔn)性。

三、PLC控制的工業(yè)機(jī)器人組裝系統(tǒng)的軟件設(shè)計

機(jī)器人利用PLC控制技術(shù)，結(jié)合手動和自動兩種形式進(jìn)行相應(yīng)操作的控制，所以在設(shè)計過程中需要考慮的東西較為復(fù)雜，如對機(jī)器人自動控制系統(tǒng)過程的順序特征，在選擇程序時應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照程序進(jìn)行相關(guān)操作，以防在生產(chǎn)過程中發(fā)生意想不到的情況，其具體步驟如下所示：

首先，全面管理機(jī)器人操作程序。之所以從操作開始進(jìn)行管理是因為能盡量避免機(jī)器人受上一次工作影響而發(fā)生誤動現(xiàn)象，影響對下一操作的控制。由此可見，初始化程序的操作指令的編制必須嚴(yán)謹(jǐn)對待，在進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)當(dāng)選擇LSL初始狀態(tài)指令，以此來簡化機(jī)器人的執(zhí)行編程[4]。

其次，合理設(shè)計機(jī)器人控制系統(tǒng)的手動模式。本身手動開關(guān)的設(shè)置是應(yīng)對機(jī)器人系統(tǒng)在進(jìn)行維護(hù)和修理過程的一種簡易設(shè)計，為此在設(shè)計過程中需要保證正常作用的同時將開關(guān)簡單化，多數(shù)情況下，為了保證系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，往往會設(shè)置連鎖保護(hù)程序，以此來達(dá)到對其保護(hù)的目的。

最后便是全面了解機(jī)器人工作的系列流程。卡好機(jī)器人工作的每一個點位，確保進(jìn)行自動運(yùn)作過程中的協(xié)調(diào)性以及安全性。

四、結(jié)束語

PLC控制技術(shù)的普及在很大程度上確保了機(jī)器人在工作過程中的柔韌性特質(zhì)以及拓展性特質(zhì)，相較于傳統(tǒng)硬件系統(tǒng)，PLC控制技術(shù)的融合有利于今后工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計，倘若對機(jī)器人程序和人機(jī)界面進(jìn)行合理并有效的設(shè)計，實現(xiàn)PLC控制下的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)將極有可能實現(xiàn)。