工业机器人控制系统PLC技术应用

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摘要：伴随着市场经济的持续性发展，我国科学技术水平也在不断地提高，工业发展期间工业机器人的工作价值、工作效率均有显著的改进，这也间接提升了工业机器人的综合运行效益。工业行业当中的PLC技术的应用可以达到非常理想的控制效果，其具备较强的抗干扰功能，可以更好地为工业机器人的控制奠定基础。对此，为了进一步提高工业机器人的综合控制效益，文章简要分析PLC技术在工业机器人控制系统中的应用，希望可以为相关工作者提供帮助。

关键词：plc技术；工业机器人；控制系统；应用

自动化控制技术本身带有许多的技术性优势，在工业领域中的应用非常普遍，同时对于整个PLC技术的运行具备一定的推动作用。工业机器人在工业生产期间的应用价值是多元化的，其不仅能够实现对系统运行效益的推动，同时还可以更好地控制人为因素的参与，更好地降低人为因素的负面影响。在工业领域中，基于PLC控制的工业机器人具备较强的应用价值，其可以实现机电一体化的管理，对于工业生产具备较高的适应价值。对此，探讨PLC技术在工业机器人控制系统中的应用具备显著实践性价值。

1工业机器人

首台工业机器人产自于美国，最初是由美国通用公司研制并投入到生产中，这也代表着工业机器人可以有效进入到工业生产过程中。伴随着技术的不断发展以及编程控制器控制技术的持续发展，工业机器人生产与应用技术得到不断改善，这也促使制造业得到了明显的发展，提升了整个工业生产制造的效率以及质量。随着科学技术的不断发展，工业机器人已经向着第三代编码控制器的阶段发展，这也是基于PLC控制的工业机器人系统。

2基于PLC技术的工业机器人

随着工业自动化的发展，工业机器人技术、PLC控制技术以及CAD等技术已经成为工业生产中非常重要的技术，这些技术的不断发展与完善，促使现代化的工业自动化领域获得了更多的科学依据与参考发展支持。基于PLC控制的工业机器人系统也进入到了非常关键的阶段，在工业领域生产中，基于PLC控制的工业机器人系统可以发挥非常重要的作用价值，在工业生产领域中的应用质量与效率也成为了衡量工业机器人生产的重要衡量标准。按照PLC控制的工业机器人也就是工业机器人系统在PLC控制技术之下的运行方式，其可以以自动化方式完成多功能任务，促使整个工业生产持续高效运行。另外，基于PLC控制的工业机器人可以有效推动工业生产顺利进行，同时完成机电一体化的发展目的。当前新型的基于PLC控制的工业机器人已经在智能化方面得到了明显的改进，对于未来的发展研究其主要方向在于三个方面：1、实际操作中PLC控制时，可以借助PLC控制系统实现对基于PLC控制工业机器人的模拟与仿真设计，从而完成相应的操作任务，促使工业机器人的系统操作得到稳定性发展；2、促使PLC控制技术实现良好的优化与发展，同时可以更好地改善PLC控制系统的综合控制能力，促使工业机器人的控制系统得到显著的改进，同时对于PLC控制的工业机器人系统的性能能够达到比较突出的优化作用，相对于以往可以达到数倍提升；3、基于PLC控制的工业机器人可以借助网络通信功能的优化，确保机器人可以借助网络和其他的方式进行连接，促使工业机器人的系统可以保持一个标准化建设，从而维持良好的运行效果。

3PLC技术在工业机器人控制系统中的应用

3.1通信控制的应用

为了更好地保障通信的安全性与稳定性，需要做好通信协议的设计与落实，并解决通信期间信息交互的相关问题，提高通信质量。通信协议也可以简单理解成为网络通信的规程，也就是约定结合。在通信与信息传输的两项功能基础上，可以实现对网络信息的识别与判断，并完成信息数据的同步性处理，在出现错误信息时能及时进行修正，并保障信息的可靠性与完整性。PLC网络中通信协议一般是应用通用或企业专用两种类型。针对中层、底层的自动网络、自网络普遍是应用企业专用通信协议方式，底层的子网络需要承担信息的交流与数据命令等任务，虽然涉及到的信息量并不多，但是存在较高的实时性需求。对于企业的专用协议而言，涉及到物理层、链路层、应用层，层数虽然不多但是传输的效率非常高。具体协议方面应用USS、点对点接口以及PROFIBUS等不同协议方式。在信息系统的运行过程中，系统本身应当带有相关的检错以及纠错的功能，这一功能的实现必然会涉及到错误代码的控制能力，换而言之就是通信系统需要带有一定的考核标准功能，在数据传输期间可以实现对信息的错误鉴别与基础处理。系统在识别到错误信号之后可以通过纠正、去除等途径进行处理。常规的通信控制方式主要是以检错为主，并应用奇偶校验、方针码等方式进行检错。对于高级的通信控制任务而言，可采用CRC方式进行检错，这种检错方式具备更高的自动化功能，检错功能具备可靠性、准确性以及低误差等优势。另外，通信系统本身带有开放性的特征，在现场总线的布置方面存在集中化的特征，所以在具体应用中需要充分应用可编程的控制器和数据传递的传感器实现针对性管理，从而提高PLC技术的运行效益。

3.2运动控制变成

工业机器人主要是以运动控制为主，其中A-BPLCControlLogix控制系统具备比较完善的运动控制功能，RSLogix5555处理器内部带有非常丰富的运动控制指令，支持运动控制功能，RSLogix5000软件除了可以以顺序方式实现对梯形图变成控制，还可以为运动控制提供相对比较完善的编程和调试。借助1756-MO8SE模块可以实现光纤连接，此时可以集成ControlLogix的平台内借助SERCOS接口和控制器进行通讯控制，并为运动控制以及机械控制提供一个平台，不仅可以实现单轴的运动，也可以实现二轴、多轴的协调性运动，可以实现轨迹控制目的，满足机器人的不同运动控制要求。在协调系统时间的主设备方面，可以应用Logix5555控制器实现运动轴的控制，同时需要定义在相关机架设备，并作为协调系统时间的主要设备，其可以促使机架当中所有伺服模块和控制器保持同一个时钟同步控制与运行目的，一个机架当中只能够有一个CST主设备。在运动模块方面添加1756-MO8SE，运动控制模块本身可以借助I/O回路信号的方式进行控制，其运动模块本身也可以实现速度环与位置环的闭环性控制。由于运动控制被集成在处理器当中，使得运动控制的性能得到了明显的改善，处理器也可以更好地执行各种高级运动命令以及运动轨迹的规划功能。SERCOS属于一种开放性控制器，其可以实现数字式的驱动器接口连接，并以专门设计通讯系统，达到高速、串行以及实时的通讯效果，促使整个通信保持高传输速度以及高抗干扰功能。SERCOS接口可以将多轴集成运动控制和平台进行无线衔接。1756-M08SE8轴和SERCOS的接口伺服模块可以提供平台和伺服驱动器之间的光纤连接支持，整个控制方式具备较强的抗干扰功能以及高速信息传输功能，借助接口连接驱动器，可以实现参数的刷新以及对的及时刷新，可以实现对运动的有效控制，最多可以实现8个伺服驱动轴的支持，支持分布与方便的驱动需求，具备较强的灵活性。在运动轴方面，需要确保参数设置合理性，以升降臂为例，电机可以借助减速器带动丝杆进行转动，减速器的传动比例应当控制为1∶80，丝杆螺距控制为4mm，电机的旋转应用定位控制方式处理，采用MAM运动指令。

3.3精度分析

精度分析属于决定整个工业机器人生产功能与工作效率水平的重要影响指标。工业机器人的位置精度决定因素非常多，例如机械部分振动、机电精度、温度与运动惯性、安装精度等方面。按照ControlLogix控制的全数字化交流伺服驱动系统而言，该系统支持下的工业机器人工作精度的分析方式主要在于下面几点：（1）交流伺服几点的控制性精度。以Y系列交流伺服电机的控制精度主要是通过电机轴的后端旋转编码器进行控制。电机的非负载轴一端安装增量式的光电码盘，借助光电码盘可以实现信号反馈从而完成伺服系统位置的反馈构建一个信息反馈闭环。电机应用2000线的编码器，驱动器则应用四倍频的技术方式，脉冲当量设置为0.045°，分辨率为0.18°，确保整体位置控制精确度；（2）增量式光电码盘，在非荷载轴侧，可以规避机械设备的振动以及变形对于位置控制精度方面的控制；（3）应用全数字式的伺服驱动方式，电路的稳定可以控制到最小的漂移量，可以规避温度对于参数指标的控制影响，提高整个系统的运行稳定性；（4）工业机器人电路应用低惯性转子，并保持24VDC抱闸起的释放，可以实现手动性的控制，同时也可以借助伺服电机实现自动化的控制，可以保障整个运动惯性控制到最小值，基本上可以忽略惯性问题。

4总结

综上所述，相对于传统的硬件系统连接线路方式的控制模式而言，PLC控制技术具备更加快捷简单的优势，其能够促使工业机器人的控制过程保持柔性与拓展性优势。基于PLC控制的工业机器人系统可以更好地保障机器人控制工作的可靠性与安全性，能够显著提升整个控制的抗干扰性能。当前按照PLC控制的工业机器人系统，在工业领域已经得到了比较普遍的应用，工业机器人控制系统也是一种相对较强的机电一体化技术方式，属于未来的重要发展方向，可以为工业生产提供可靠支持。

参考文献：

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作者：季文超 单位：长春理工大学光电信息学院