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(shí)代背景下，大數(shù)據(jù)、VR、全站測(cè)試等皆是當(dāng)前主要發(fā)展對(duì)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(dòng)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(xiàng)。

一、PLC控制的工業(yè)機(jī)器人組裝系統(tǒng)概述

（一）簡(jiǎn)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(guò)數(shù)字運(yùn)算來(lái)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(jì)的，通過(guò)運(yùn)用可以編輯和制作程序的存儲(chǔ)器，進(jìn)行執(zhí)行儲(chǔ)存邏輯運(yùn)算以及順序1控制、定時(shí)、計(jì)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(guò)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(hào)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(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人、伺服機(jī)器人、伺服電機(jī)、識(shí)別、視頻等各個(gè)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用，可以說(shuō)使用范圍相對(duì)較為廣泛。與此同時(shí)，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(diǎn)更大程度地發(fā)揮出來(lái)，降低了人工成本，提高工作效率。

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

圖1 第二級(jí)程序執(zhí)行周期

（二）發(fā)展趨勢(shì)

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(dòng)化的主要支柱之一。人們對(duì)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(shí)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(shí)現(xiàn)多個(gè)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(jì)

在上述PLC程序結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上， PLC主要由CPU、存儲(chǔ)器、I/O單元、外設(shè)接口、電源等組成。因此，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人而言，在對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行是設(shè)計(jì)時(shí)其首要考慮問(wèn)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(dòng)作用，而電磁閥部件則是控制氣缸驅(qū)動(dòng)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(shí)際操作中，需要將其從加工的伊始位置傳送至一號(hào)工作臺(tái)，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(hào)工作臺(tái)這一程序，最好再回到一號(hào)工作臺(tái)，如此便完成了一個(gè)工件的生產(chǎn)操作。

需要進(jìn)行說(shuō)明的是，在這一過(guò)程中機(jī)器人在其中所扮演的角色具備一個(gè)最獨(dú)特地特征：可以不斷實(shí)施手動(dòng)型和連續(xù)性兩個(gè)操作并且保持循環(huán)性。在硬件設(shè)計(jì)上，其重點(diǎn)是通過(guò)對(duì)機(jī)器人裝置所需要進(jìn)行的動(dòng)作進(jìn)行相關(guān)研究，合理利用限位開(kāi)關(guān)裝置，以此來(lái)滿足控制系統(tǒng)位置檢測(cè)信號(hào)工作的要求以及保證機(jī)器人手臂動(dòng)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(jì)

機(jī)器人利用PLC控制技術(shù)，結(jié)合手動(dòng)和自動(dòng)兩種形式進(jìn)行相應(yīng)操作的控制，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮的東西較為復(fù)雜，如對(duì)機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)過(guò)程的順序特征，在選擇程序時(shí)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(guò)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(kāi)始進(jìn)行管理是因?yàn)槟鼙M量避免機(jī)器人受上一次工作影響而發(fā)生誤動(dòng)現(xiàn)象，影響對(duì)下一操作的控制。由此可見(jiàn)，初始化程序的操作指令的編制必須嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇LSL初始狀態(tài)指令，以此來(lái)簡(jiǎn)化機(jī)器人的執(zhí)行編程[4]。

其次，合理設(shè)計(jì)機(jī)器人控制系統(tǒng)的手動(dòng)模式。本身手動(dòng)開(kāi)關(guān)的設(shè)置是應(yīng)對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)在進(jìn)行維護(hù)和修理過(guò)程的一種簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)，為此在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要保證正常作用的同時(shí)將開(kāi)關(guān)簡(jiǎn)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(huì)設(shè)置連鎖保護(hù)程序，以此來(lái)達(dá)到對(duì)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?？ê脵C(jī)器人工作的每一個(gè)點(diǎn)位，確保進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)作過(guò)程中的協(xié)調(diào)性以及安全性。

四、結(jié)束語(yǔ)

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(guò)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(jì)，倘若對(duì)機(jī)器人程序和人機(jī)界面進(jìn)行合理并有效的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)PLC控制下的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)將極有可能實(shí)現(xiàn)。