淺談PLC控制的工業(yè)機器人組裝系統(tǒng)

王超 劉東東

（山東金鐘科技集團股份有限公司，山東 濟南 250000）

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

一、PLC控制的工業(yè)機器人組裝系統(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字運算來進行操作的電子系統(tǒng)，從一定程度上講是為工業(yè)環(huán)境中的應用而設計的，通過運用可以編輯和制作程序的存儲器，進行執(zhí)行儲存邏輯運算以及順序1控制、定時、計算、運算等系列指令，進而控制各種類型的機械設備或者生產過程[1]。

PLC控制的工業(yè)機器人組裝系統(tǒng)則是以PLC為基礎，將信號快速傳遞給機器人，緊接著控制機器人完成相應操作，倘若將其進行充分應用，還可實現工業(yè)機器人、伺服機器人、伺服電機、識別、視頻等各個系統(tǒng)的綜合應用，可以說使用范圍相對較為廣泛。與此同時，將本身機器人具備的效率高、穩(wěn)定性好、精度高、適應各種工作環(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控制技術是當前應用面廣、功能強大、使用方便的通用工業(yè)控制設備，現已經成為當代工業(yè)自動化的主要支柱之一。人們對物質以及精神文化的需求促進了機器人的產生，將PLC控制技術與機器人進行融合后，現代機器人系統(tǒng)呈現出良好的智能特性和柔韌特性，同時結合當前互聯網的普及與發(fā)展，可以進一步實現多個工業(yè)機器人系統(tǒng)間的網絡連接和大規(guī)模機器人網絡系統(tǒng)。

二、PLC控制的工業(yè)機器人組裝系統(tǒng)的硬件設計

在上述PLC程序結構研究的基礎上， PLC主要由CPU、存儲器、I/O單元、外設接口、電源等組成。因此，對于工業(yè)機器人而言，在對工業(yè)機器人進行是設計時其首要考慮問題便是抓取、搬運和裝配等基本功能，這便要取決于氣缸驅動作用，而電磁閥部件則是控制氣缸驅動的主要部分[3]。這便要求機器人組裝系統(tǒng)中具備此部件才能更好地運用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，在進行這一操作的基礎上，緊接著進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操作。

需要進行說明的是，在這一過程中機器人在其中所扮演的角色具備一個最獨特地特征：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。在硬件設計上，其重點是通過對機器人裝置所需要進行的動作進行相關研究，合理利用限位開關裝置，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器人手臂動作的標準性。

三、PLC控制的工業(yè)機器人組裝系統(tǒng)的軟件設計

機器人利用PLC控制技術，結合手動和自動兩種形式進行相應操作的控制，所以在設計過程中需要考慮的東西較為復雜，如對機器人自動控制系統(tǒng)過程的順序特征，在選擇程序時應當嚴格按照程序進行相關操作，以防在生產過程中發(fā)生意想不到的情況，其具體步驟如下所示：

首先，全面管理機器人操作程序。之所以從操作開始進行管理是因為能盡量避免機器人受上一次工作影響而發(fā)生誤動現象，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謹對待，在進行設計時應當選擇LSL初始狀態(tài)指令，以此來簡化機器人的執(zhí)行編程[4]。

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

最后便是全面了解機器人工作的系列流程?？ê脵C器人工作的每一個點位，確保進行自動運作過程中的協(xié)調性以及安全性。

四、結束語

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