工业机器人系统控制技术研究与设计

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摘要:随着社会经济的不断发展，社会生产力水平不断的提高，PLC技术以其独特的优势，被普遍的应用到社会的各个领域，在工业机器人领域PLC控制技术也起到了重要的作用，能够较好的控制工业机器人。本文对工业机器人系统和PLC控制的工业机器人系统进行了简述，分析了其发展趋势，并对PLC控制工业机器人的研究和设计进行了探讨。

关键词:工业机器人系统;PLC;研究;设计

第一台工业机器人诞生于美国，在投入到实际生产之后各个国家不断的开发不同类型的机器人，工业机器人系统也逐渐发展成熟，有效提升了工业生产制造水平、节约了劳动力，提高了劳动效率，近年来，随着科学技术的不断发展，基于PLC控制的工业机器人系统发展势头良好，在未来势必会得到更加广泛的应用。

一、PLC控制的工业机器人系统概述

目前在工业自动化领域中，PLC技术的控制得到了极大的发展，基于PLC控制技术的工业机器人系统也在不断的完善，将PLC控制的工业机器人系统应用到实际生产中也已经成为了现实。在工业机器人系统中应用PLC技术进行控制能够实现自动化的管理，确保高质量的完成生产任务，同时也推动了机电一体化的发展。现阶段，基于PLC控制技术的工业机器人系统研究进入到了关键期，因此对工业机器人系统的PLC控制技术进行研究与设计至关重要。

二、PLC控制的工业机器人系统发展趋势

随着科学技术的不断发展进步，目前工业机器人系统已经体现出非常良好的智能化特征，PLC控制技术正是其智能化的核心。未来PLC控制的工业机器人系统发展最主要集中在以下几个方面:一是要在实际操作工业机器人的过程中，要能够利用可编程控制技术进行准确的仿真和模拟分析，从而不断优化工业机器人系统，改善系统的操作性能;二是要进一步强化PLC控制系统的控制能力，使PLC控制技术能够控制更加复杂的工业机器人系统，成倍的提升控制效果;三是要不断优化和完善PLC控制工业机器人系统的网络通信功能，确保工业机器人系统能够通过网络与其他机器人进行有效的连接，实现基于PLC控制的工业机器人标准的统一［1］。

三、工业机器人系统的PLC控制技术研究与设计

对于工业机器人系统的PLC控制技术进行研究和设计时要关注工业机器人系统需要具备的功能，明确哪些功能是需要基于PLC控制实现的。PLC编码控制器是一种新型的控制器，具有多种辅助功能，以微处理器作为控制核心，利用运动驱动系统、软件系统、模拟和仿真系统辅助完成。基于PLC控制技术的工业机器人系统中，PLC通过对工业机器人加工数据和操作的实际状况进行实施监控，来采取相应的指令措施，从而及时有效的处理和解决出现的各种情况。在实际的工业机器人系统中，PLC控制技术表现出了非常好的性能，首先，具有很强的控制能力，能够及时的将信息指令发送给工业机器人，并与网络技术相结合指令工业机器人完成各种操作;其次，具有非常可靠的特性，PLC控制技术能够对编码进行加密处理，从而提升PLC控制器的抗干扰能力，确保工业机器人系统生产运行的稳定性;最后，适用性比较广泛，基于PLC控制技术的工业机器人系统能够被广泛的应用在社会生产的各个领域，局限性较低。

(一)硬件部分设计要保证工业机器人具备装配、搬运和抓取等功能，就必须要依靠气缸驱动来实现，完成气缸驱动控制就需要构建电磁阀，然后通过对其进行各种动作的配置，由此可见，要想通过PLC控制工业机器人系统，就必须要确保具备电磁阀部件和各种开关装置，从而确保二者能够协调配合工作。对于一个完整的工业机器人系统来说，需要两个不同的工作台，机器人系统按照编制好的程序对工件完成控制操作，如下图所示，机器人在最开始设置的位置不断的将手腕下移，操作手指夹紧1号工作台上的工件进行上下移动，在移动到一定位置之后，机器人的手指和手腕在手臂的带动下要沿着规定的方向继续移动，达到预定位置之后向下移，从而将工件传输到2号工作台的位置，要完成一个全面循环的工作周期需要再次实施一次相反的操作。对于这种工业机器人系统来说，最大的优势就是能够同时进行手动和连续性操作，因此在硬件设计过程中要确保能够达到输入点或输出点的分配工作目标，了解机器人装置的动作要求，利用限位开关装置控制系统位置检测信号，从而确保机器人手臂定位准确。

(二)软件部分设计在软件设计过程中，需要根据操作流程进行设计，由于机器人系统是建立在PLC控制技术上的，因此在设计过程中要综合考虑自动控制系统的整个工作流程顺序，根据步进顺序控制指令完成程序设计。首先，要在充电状态下对机器人程序进行全面初始化管理，从而确保后续动作能够顺利进行，在编制初始化程序操作指令时尽量简化编程，选择ISL初始状态指令;其次，要合理的设计机器人控制系统的手动控制模式，在机器人系统维护和修理期间，为了操作方便需要设计手动运行模式，因此首先要设计手动开关，连接手指部件之后降低机械手臂的高度，然后再按照相同的程序完成机器人手臂、手腕、手指的移动和松紧，除此之外，还需要设置联锁保护程序确保系统运行的安全。

四、结语

总而言之，相比于传统的硬件系统接线线路，PLC控制技术在硬件设计上体现出了非常明显的优势，不仅节约了空间，而且更加便捷，能够保证机器人控制的柔性和拓展性。基于PLC控制技术对工业机器人系统进行研究和设计能够在很大程度上提高工业机器人控制系统的可靠性和抗干扰性，在未来的工业生产中具有非常广阔的应用前景，能够有效提高工业生产的质量和效率。

参考文献:

［1］刘媛媛．工业机器人系统的PLC控制技术研究与设计浅谈［J］．通信电源技术，2016，33(4):162-163．

作者：牛丽 单位：陕西广播电视大学