PLC控制下工业机器人系统操作实现
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【摘要】电子信息技术的发展，使得机器人在工业生产中应用越来越广泛。基于此，本文将PLC的机器人控制系统作为出发点，来更好的分析工业机器人系统的设计。同时，还分析了PLC控制技术的具体应用方法，包括硬件配置、程序设计等，来有效地提高工业机器人的可靠性及稳定性，旨在取得良好的效果。通过论述以上内容，来为技术人员提供一些参考。
【关键词】基于PLC控制；工业机器热系统；网络通信
在现如今，机器人已经被应用在生产中，主要是用来自动化搬运零件、参与生产工作等，来实现自动化生产。关节式机器人能够模拟出一些人类的手臂动作，通过多传感器识别当前环境，并按照预先设定的程序来实现抓取、搬运工作，进而实现自动控制。
1基于PLC控制下工业机器人系统的实现
1.1系统设计
（1）生产件设计。每一个生产合格的设备都需要通过生产顺序才能够完成作业，通过研究前期的工艺，能够得出可靠的结论。为了完成工艺生产任务，需要根据操作维护要求，确保性高价比，来实现控制系统的设计；同时，生产产品需要进行合理的工艺设计，来满足设备的生产需求。（2）选择合适的系统，系统承担着工业机器人工艺生产的自动流转过程，通过使用专业化的机器人进行生产，能够实现高效自动化生产；（3）通过合理的设计系统，能够构成一个完成的生产流程。首先，在每个生产工艺中，需要由控制机器人系统自主完成生产。在每个产品生产过程中，同样需要机器人的自主系统来完成。这些功能都涉及到PLC系统之间的信息交换功能，因此，需要建立一个能够实现信号交互的网络，来为工业机器人在生产环节中，完成上下料的工作任务提供技术支持。按照信号交互的质量及系统的整体配置，主要包括了以下通信方式包括了直接I/O通信；以太网通讯；CanOpen总线通信；485通信等等。
1.2硬件配置
為了实现较高性能的系统控制，需要进行合理的选择、设计，来确保硬件设备具有非常好的使用性价比。通过选择高质量的PLC及其I/O模块、通讯模块， HMI等，建立一个自动化系统的信息网络。
在选择系列PLC中，需要选择借助系统的需求，构建一个适合的操控系统，但并不会造成PLC的浪费，由于所选的PLC具有60k的程序容量、4096点数I/O、0.034?s运算处理速度、1M可扩展空间等特点，并且能够实现USB接口、RS485接口以及CanOpen接口的连接。USB接口主要用于应用文件以及程序的下载。RS485采用差分信号负逻辑，+2V～+6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”，采用两线制的接线方法。与驱动器通讯的CanOpen总线是通过驱动器侧面的双口RJ45连接器使用网线进行的菊花链的级联，采用了PDO协定来在多个节点之间交换即时的资料。人机界面（HMI）的选择。HIMI是通过系统操作及实现信息指示的主要构件，需用选择工业环境适应性强的的人机界面，通过以太网与PLC通讯，实现数据交换。
1.3程序设计
常用的PLC程序设计语言是梯形图，偏重于逻辑设计。本系统则使用了功能块及结构化文本的设计语言，并采用了面向对象的编程思想方法，而PLC面向对象的编程思想就是使用了面向对象编程中对象和类的概念，把控制系统的设计与设备属性的设计分割开来，独立进行。该方法设计的程序具有可读性好、易于扩展、便于设计、调试和维护的特点。
（1）搬运系统控制流程。在开始编程前，需要编写工艺流程图，以安装系统为例，安装系统主要有安装机器的运行轨道及相应的生产工具，当安装机器人待机时，借助PLC来判断机器人是否满足生产的条件。当满足生产启动条件时，PLC会向机器人发送生产指令，生产机器人就会按照示教程序。在机器人运转的过程中，需始终会和PLC信号进行交换，来配合夹具动作，完成生产任务。当生产机器人回到初始位置时，会重新进入待机状态，等待下一个启动指令。
机器人通过设置5个示教程序，来构成生四个工艺工程流程，当物料发生流转工作的时候，会在主要生产流程中进行重复动作，然后根据生产机器人的启动条件，开始生产；
（2）程序编写。根据生产的流程，需要对PLC进行程序编写，编写的方法包括了结构化文本和功能块。结构化文本主要用来编写自动搬运过程及与参数计算相关的任务。而功能块用来编写单个设备的控制，实现对象的通讯控制，控制逻辑、参数设置等。这样的编程方法，能够构建一个有利于阅读和维护的环境。系统在控制的过程中，要设置为自动和手动两种模式，在进行手动模式设计时，搬运系统的调整和机器人的编写过程是重点；在自动模式中，机器人待机状态下，会根据PLC的指令的自动选择需要执行的程序。完成后，会进入待机状态，等待新的指令。
自动模式的主程序包括MAIN的主程序，而设备的初始化READY等多种的分支进行选择，当分支确认后，会对分支启动进行信号测试，并不执行任务，只能够调用程序具体的内容，才开始执行。当执行完毕后，需要对机器人进行待机工作，重点进行判断选择检查，才开始生产；
（3）人机界面设计。系统处于人机工作是为了进一步提升操作系统及信息控制，来及时处理故障处理。为设计出手动、自动化远转、人机信号画面、系统监控画面生等调试的监控界面，要在登陆界面及管理员界面设置权限，来确保系统安全性和管理性；
（4）机器人示教。在实际应用中，机器人的示教是重要而且要求较高的一个环节，需要有熟练的操作人员进行示教编程，才能使机器人能够更加安全、准确、流畅地完成搬运任务。
结论：综上所述，基于PLC控制下的工业机器人系统具有良好的操作效果。在此基础上，机器人在待机状态下，需要根据PLC的指令，自动选择进行运转程序，在完成后，要进入待机状态，等待新的指令；同时，在机器人运转的过程中，会和PLC信号进行交换，来配合夹具动作，完成生产任务。因此，通过对程序、人机界面进行合理的设计，能够实现PLC控制下工业机器人系统。
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