PLC在工業(yè)機器人控制中的設(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)機器人結(jié)構(gòu)、電機選擇和系統(tǒng)模型控制等工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)和控制方法，同時，提出了PLC在六關(guān)節(jié)工業(yè)機器人控制中的設(shè)計應(yīng)用，主要包括了工業(yè)機器人的電路驅(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)機器人控制；以太網(wǎng)

工業(yè)機器人作為工業(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，不僅提高了勞動生產(chǎn)力，還提高了工業(yè)自動化進程。工業(yè)機器人是通過提供運動執(zhí)行程序，來進行復(fù)雜的工作任務(wù)。近年來，不斷發(fā)展出來的智能機器人，已經(jīng)能夠按照原有的記憶裝置來實現(xiàn)復(fù)原示教的動作，進而完成自動重復(fù)執(zhí)行動作。

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

1.1工業(yè)機器人的電路驅(qū)動設(shè)計

PLC和電機繞組需要通過驅(qū)動電路，并使用電機的大電流及PLC弱點分離出來，來確保計算機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驅(qū)動電路。此次設(shè)計采用了四排硬件脈沖方式運行，一臺步進電機的相關(guān)需要PLC對4個點來控制，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，選擇達林頓管和V1-V4的參數(shù)。需要根據(jù)電機的一些電阻及靜態(tài)電流值，來計算出達林頓管的電流及電壓值，同時，還需要充分考慮達林頓管的功率及散熱片計算。此外，還要考慮電機功率和供電電壓等級，提升電機的效果，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)機器人—驅(qū)動電源。

PLC軟件程序設(shè)計，六關(guān)節(jié)機器人在軟件設(shè)計中，需要使用復(fù)讀式機器方法，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行控制操作：

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

（2）手動示教位置工作方式，通過使用工作原點的機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。比如在機械設(shè)備工作中，讓機器人在A點首先抓取一個物體W，需要越過一個障礙物達到Z高度，再借助物體W到B點，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)計中的重點內(nèi)容是功能補償，傳統(tǒng)的機械傳動存在著誤差，來使得機器人的傳動機構(gòu)存在著返回誤差，既不能返回原有的程序隨著運轉(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償信息，其中補充的方法是每一個循環(huán)對每一個步驟進行適當?shù)难a充脈沖補償，相較于準確的原位，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，需要進行繼續(xù)運轉(zhuǎn)的步行電機施加補充脈沖補償，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)機器人控制中是讓控制程序代碼獨立于硬件。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)機器人的執(zhí)行示教動作；同時，需要根據(jù)電機的一些電阻及靜態(tài)電流值，來計算出達林頓管的電流及電壓值。因此，PLC在六關(guān)節(jié)工業(yè)機器人控制中能夠形成一個簡單可行的FA設(shè)備。

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