基于PLC控制的工業機器人組裝系統設計

劉帥 劉琴

摘要：PLC控制下的工業機器人組裝系統具有綜合性特點，為確保系統運行的合理性，必須深度分析出PLC控制系統與工業機器人系統結構，令每一項指令操控可正確驅動部件進行操作。基于此，文章以PLC控制系統為切入點，分析工業機器人組裝系統結構及設計需求，對工業機器人組裝系統設計進行研究。

關鍵詞：PLC;工業機器人;系統設計

中圖分類號：TP242.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）16-0088-02

0? 引言

科學技術作為工業產業發展的主要內驅力，特別是對于國內外激烈的市場競爭體系中，企業要想提高自身的運營收益，必須加大對先進技術、工藝的引入力度，打造智能化、自動化的運作格局，提高實際生產效率。工業機器人的研發與推廣，是由集成控制系統、信息技術、傳感技術、終端操控部件等組成的，通過系統對相關組件的智能化調控，確保工業機器人在實際操作過程中，可精準執行信息指令，保證整個系統的自動化運行，降低企業的人資投入。本文則是針對PLC控制下的工業機器人組裝系統設計進行探討，僅供參考。

1? PLC控制系統概述

PLC控制系統是一種具有可編程屬性的邏輯控制器，在內部存儲器的支撐下，可保證系統在運行過程中，各項指令在操作時，按照相對應的順序予以執行，避免產生信息指令錯誤對接的現象，這對于自動化操控設備而言，則可通過系統終端指令的操控，令各項信息指令的生成與下達維系在每一個指標上，保證各類信息傳輸路徑與功能的對接性。從工作模式而言，PLC在微處理器的支撐下，可應用到自動化控制體系內，利用數字化調控功能，確保指令下達與執行的一致性。從組成結構而言，PLC控制系統是以中央處理系統為核心，結合信號接收接口、電源、轉換機構等，令內部相關指令的下達，可以通過邏輯排列，進行時序、模擬、邏輯等多個形式的操控，且每一項數據指令的下達，不會產生終端機構執行過程中碰撞問題，提高系統運行精度。從應用模式而言，PLC控制系統所具備的集成功能，令其在實際應用過程中，具備運行可靠性，及時針對系統運行中產生的誤差問題進行診斷，同時，PLC控制系統的簡易編程、組態靈活、安裝簡便、運行穩定的優勢，使得系統在智能化、自動化控制體系中的應用度逐漸加大，進而滿足多線程、多任務的運行需求，在一定程度上，推動我國工業產業的發展。

2? 工業機器人組裝系統結構及設計需求

2.1 系統結構

工業機器人的研發主要是通過對信息指令的對接，實現在不同操控工況下，系統可按照相關指令進行時間節點下的多線程操作處理，進而替代人工完成相對應的操作，降低企業對人力資源的投入，進而降低企業的經營成本，實現基于技術升級的企業經營利潤的提升，增強企業應對市場風險的能力，為其實現長久發展奠定牢固的基礎。工業機器人同時也可通過對數據指令的對接傳輸，提高實際上的對特定問題的處理精度，真正完整批量化、精細化生產運作模式。就現實的經營情況而言，企業按照大批量的工業生產模式來進行對產品的生產雖然能夠滿足一般的社會民眾對工業品的質量要求，但是隨著時代的進步，此種方式越來越不能夠滿足人們對產品多樣化與個性化的需求。大批量生產模式與精細化的生產模式相結合才是未來的企業發展的可行方向。工業機器人利用對數據的準確對接與處理，可以幫助企業實現規模化與精細化并存的生產，提高企業為人民群眾提供多樣化服務的能力，促進企業競爭水平的提升。按照工業機器人組裝系統的工作原理來看，其在運行過程中，要想實現對指令任務的多元化處理需求，則需要通過機器人內部多個機構之間的協調運作，暢通機器人內部的信息傳輸路徑，盡量減少信息傳輸過程中發生的損耗，確保每一項指令信息的準確、及時的下達，可正確驅動相關操控部件進行操作。系統結構包含執行機構、控制機構、驅動機構、傳感機構、決策機構等，且信息指令的生成與下達，各個機構之間將通過信息指令實現在固有操控范圍內的關聯。只有這樣，才可確保工業機器人運行過程中，終端操控部件在科學性的決策指令下，及時將具體的指令信息傳輸到機器人內部的各個終端部分，協調相關的終端部件進行系統化的運動，完成各類驅動任務，且可由傳感機構對機器人設備當前操作行為產生的信息進行核對，并將核對的結果同步反饋到主系統中，明晰出當前機器人所呈現出工況信息是否到達預期設定，保證系統的運行效率及質量。

2.2 設計需求

工業機器人組裝系統運行質量的高低是由內部結構組成、技術應用來決定的，在前期規劃設計時，必須依據工業機器人組裝系統的運行模式，合理界定出不同操控機構運行過程中呈現出的屬性，并將其作為系統規劃設計的數據。與此同時，機器人在實際操作過程中，大多是由智能控制系統進行自動化操控的，即為人們只需要下達相應的指令，便可依據數據指令進行實時化操控，滿足工業機器人的多功能運行需求。與此同時，工業機器人在研發及制造過程中，對專業技術的要求度較高，需要相關單位投入大量的科研資源與人才資源，并且需要其花費較長的研發時間，綜合消耗大量的成本。這就需要在實際設計中，綜合考慮到系統功能實現過程中的硬性指標，且應與系統功能所產生的協調點設定對接程序，確保在荷載運行工況下，可正確執行數據指令，滿足設備的運行需求。

首先，在工作環境中。工業機器人運行模式，是通過主系統下達的指令，對工業機器人的終端機構進行操控，在固定空間中完成多任務操作需求。而工業機器人在實際運行過程中，內部操控機構屬于多聯動系統，即為需要不同操控終端之間的配合才可完整指令操控任務。對此，工業機器人內部環境必須預留好一定的空間，在不同操控部件的合理配比下，降低工業機器人操控系統的空間占有率，達到成本節約的效用。

其次，在工作負載方面。工業機器人的建設，可以看成是以技術為驅動，替代人工操作，完成批量化生產，提高企業的運行質量。工作負載則是指工業機器人組裝結構在運行過程中，受到外界工作壓力影響所產生的荷載能力。為此，在實際操作過程中，結構設計必須嚴格界定出工業機器人的運行工況，結合系統運作效能，制定出工作極限值，提高組裝系統的運行質量。

最后，在工作精度方面。組裝系統能夠執行數據指令，決定著系統操作過程中的精準性。機器人在完成某一項指令時，需要針對終端機構進行空間定位，待定位信息傳達到系統中，才可按照整體操控參數，設定下一步的指令，確保終端操控系統運行的精準性。工作精度設計則是針對具有聯動屬性的操控終端設定相對應的空間定位，最大限度的消除空間位置誤差，保證指令下達與終端機構執行的對接性。

3? PLC控制下的工業機器人組裝系統設計

3.1 工業機器人組裝系統的控制流程

PLC控制支撐下的工業機器人組裝系統設計，可以看成是以邏輯控制器為驅動的指令操控模式，確保數據指令下達過程中，真正由主操控系統實現對相關數據信息的核定，提高實際操控精度。在科學技術的不斷更新下，工業機器人組裝系統也需要進行及時調整，滿足工業生產及設備操控需求。為此，PLC控制系統在運行過程中，必須深度解析出以微控系統為核心的處理功能，在具體實現過程中，是否能夠達到相對應的操控需求，進一步查證出數據操作控制是否符合預設設定需求，然后結合模擬軟件，查證出當前操控視域下，各項指令參數所能達到的預設指標，進而形成一體化的操控體系，令終端操控機構與系統下達的指令形成精準對接，達到實時處理的訴求。從實際運行效果來講，組裝系統實現某一類操控功能，是需要軟件系統與硬件設施，在指令操控下，完成協同化運作，令每一項指令的實現可以正確驅動相關部件，提高工業機器人運行質量。

3.2 工業機器人組裝系統設計

工業機器人組裝系統在設計時，必須綜合考慮到工業機器人的操作屬性，結合系統運作原理，深度分析出不同操控視域下，每一項操控指令實現的對接性。PLC控制系統的應用，則是將系統功能與指令訴求進行對接，通過軟件與硬件的關聯，確保控制功能的實現，可正確驅動工業機器人設備進行操作。PLC控制系統所具備的集成性、成本性、可靠性的優勢，將大大提高工業機器人組裝系統的運行效率，且PLC系統可提供拓展功能，針對技術更新，對系統本體進行自主更新，滿足系統多功能、高效率更新的需求。

3.2.1 硬件設計

硬件設計是針對工業機器人組裝系統的運行空間、運行負載等，確定出終端操控部件在實際運作過程中應當遵循的參數值，然后協調各類參數，確保終端操控機構執行指令的精確性。為此，工業機器人組裝系統的驅動類型可以設定為氣缸驅動模式，通過構件電磁閥裝置，使得指令正確對部件進行驅動處理，只有這樣，才可進一步實現對不同動作的指令下達，完成工序化操作。從組成模式來講，工業機器人在實現某一類操作時，其所產生的運動訴求，一般是以固定程序為指令進行智能化、自動化操作的，例如在自動化工作臺中，機械臂需要執行夾緊、移動等操作，完成在空間定位下的精準擦操作，然后通過對工作周期的設定，確保硬件結構在時間分配點、空間分配點下，可以真正將操作模式立足于系統科學性操作之上，以提高運行質量。此外，為確保系統運行的精準性，需要針對機器人運作模式，設定相對應的傳感裝置，通過信號監測，實時將終端操控機構的運行信息反饋到主系統中，為自動化操控體系提供數據決策，進而對終端操控部件實現更為精準的定位。

3.2.2 軟件設計

針對軟件部分進行設計，需考慮到PLC控制系統在整個機器人組裝系統內的組態模式，然后結合機器人在固有程序指令下的操控需求，制定出具有全過程跟蹤屬性的軟件結構，確保相關信息的實現，可以按照邏輯順序對組件進行正確驅動。為此，在初始編程時，必須調整好指令狀態，保證程序編寫的簡化性，然后結合系統運行屬性，令每一項操控功能的實現，可在數據傳輸范疇內，實現數據信息的高效率轉換與對接，提高系統操控效率。此外，軟件設計過程中，必須注意軟件程序驅動下的各個終端機構是否符合實際運行需求，并設定聯鎖保護程序，避免程序碰撞產生安全隱患。

4? 結語

綜上所述，PLC控制系統下的工業機器人操控功能在具體實現時，是通過每一項指令的下達，令主系統與終端執行機構形成精準對接。為此，針對系統進行設計時，必須綜合考慮到系統運行模式，利用PLC控制系統的優勢，實現對整個操控系統的科學性驅動。

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