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摘要：随着机器人在工业搬运、焊接、装配、喷涂和打磨等领域的广泛应用，工业机器人技术已经成为衡量国家制造业水平的重要标志，受到全世界各国的广泛关注。本文对抛光打磨机器人的控制系统进行了设计研究。
关键字：抛光机器人；PLC；控制系统
1 引言
随着机械工业的发展，顾客对产品外形和表面质量要求的不断提高，抛光越来越广泛地应用在工业及民用产品上。传统的抛光加工，一般采用手工打磨，不仅费时费力、效率低下，而且很难保证加工产品质量的一致性；同时工业现场噪声、粉尘也严重影响工人的健康。采用新型的机器人抛光系统要比普通手工抛光更能保证加工精度，使加工效率大大提高，工人工作环境得到改善，同时也降低了产品的返工率，提高了整体的生产效率。
2 系统控制要求
上电后按下复位按钮（执行复位）——按下开始按钮——机器人移动到安全位置点——机器人手爪松开——（机器人手爪松开到位）——机器人开始移动到工件台抓取工件——（机器人手爪夹紧到位）——移动工件到打磨机上方——启动粗磨电机——（延时4S）——移动工件到粗磨点进行打磨——待打磨完成后关闭粗磨电机——机器人移动工件到精磨点——打开精磨电机——待精磨打磨完成后关闭精磨电机——（延时1S）——机器人移动工件到料仓上方——松开气爪放工件——（延时1S）——机器人移动到初始的安全位置点，如此循环工作，按下停止按钮立即停止工作。
3 硬件设计
3.1 机器人选型
机器人选用广数RB08型号机器人，该机器人采用垂直多关节串联结构，其最大负载为8kg，重复精确定位±0.05mm，最长到达距离1595mm。采用国内最先进的GSK-RC机器人控制器，机器人始终能够根据实际载荷对加减速进行优化，尽可能减少操作时间，保证了高效率运行，并通过内置服务信息系统（SIS）监测自身运动和载荷情况并优化服务需求，具有持续工作时间更长的特点，因此在本打磨控制系统中选用RB08机器人。
3.2 PLC控制器的选型
三菱PLC具有软件编程简单、使用方便、控制功能完善、通用性强、可靠性高、抗干扰能力强的特点；因此选用三菱系列的PLC，根据本系统输入输出点的大小，选用输人输出各24点FX3U48MT/ES-A型号的PLC。
4 程序设计
4.1 PLC程序设计
4.1.1 I/O分配表
根据打磨控制系统的要求，打磨电机的启动与停止以及机器人的运行与停止均采用PLC控制，其输人/输出点分配表如附表所示。
附表输入输出点分配表
其电气接线如图1所示。
具体的PLC语句梯形图如图2所示。
4.2 机器人程序编写
根据需要打磨的工件动作的范围，确定机器人的运行轨迹，按照机器人运行的轨迹编写的程序如下：
MAIN；
LABO：
MOVJ P1，V80，Z1；
DOUT OT4，OFF；
DOUT OT3，ON；
WAIT IN1，ON，T0；
DOUT OT8，OFF；
DOUT OT9，OFF；
LABI：
MOVJ P2，V80，Z1；
MOVJ P3，V80，Z1；
MOVL P50，V600，Z1；
MOVL P23，V100，Z1；
DOUT OT3，OFF；
DOUT OT4，ON；
WAIT IN2，ON，T2；
MOVL P50，VI00，Z1；
MOVJ P3，V80，Z1；
MOVJ P1，V80，Z1；
JUMP LAB2；
LAB2：
MOVJ P1，V80，Z1；
MOVJ P5，V80，Z1；
DOUT OT8，ON；
WAITV IN8，ON，T0；
DE LAYT4；
MOVL P6，V100，Z1；
MOVJ P7，V20，Z1；
MOVJ P8，V20，Z1；
MOVJ P6，V20，Z1；
MOVL P5，V600，Z1；
DOUT OT8，OFF；
WAITV IN8，OFF，T0；
MOVJ P1，V80，Z1；
MOVJ P51，V80，Z1；
MOVJ P9，V80，Z1；
DOUT OT9，ON；
WAITV IN9，ON，T0；
DE LAYT4；
MOVL P10，V100，Z1；
MOVJ P11，V40，Z1；
MOVJ P10，V20，Z1；
MOVL P9，V600，Z1；
DOUT OT9，OFF；
WAITV IN9，OFF，T0；
MOVJ P13，V80，Z1；
MOVL P14，V100，Z1；
DOUT OT4，OFF；
DOUTO OT3，ON；
WAIT IN1，ON，T2；
MOVL P30，V400，Z1；
MOVJ P13，V80，Z1；
MOVJ P1，V80，Z1；
DE LAYT1；
DOUT OT7，OFF；
JUMP LABO；
END；
5 運行調试
5.1 控制系统的程序调试步骤
（1）将编好的程序下载到PLC控制器，并在计算机上进行在线监控，检查有无问题，若和控制的要求不一致，则需更改程序；
（2）打开编写好的机器人打磨程序，并将示教器模式开关选择在“示教模式”，系统速度选择在“低速档”，动作循环方式选择“单步”，再按“使能开关”+“前进”键，使机器人单步执行指令，并观察机器运行轨迹是否和实际的一致；
（3）确认机器人和PLC的程序无误后接通电源，并按下启动按钮，并观察机器人动作的流程是否和控制要求一致，如果不一致要检查对应的极限开关和传感器是否动作，并对应监控的程序来排查故障点。
通过实际运行调试，机器人能按照预先设计的控制方案对工件进行打磨，打磨力保持相对稳定，从而保持了产品打磨、抛光、去毛刺效果的一致性，保证了加工质量，减少了废品产生，减轻工人的工作劳动力，提高了工作的效率。
6 结束语
综上所述，本文结合广数机器人、PLC设计出了一种具有操作方便、安全稳定的自动打磨机器人控制系统，该系统可以结合机器人自动完成工件的打磨，不仅在打磨行业中节约人工，减少了工人的工作劳动力，而且提高了生产效率，保证了生产的顺利进行。因此，研发抛光打磨机器人智能控制系统不仅具有很高的学术价值，同时也具有相当大的现实意义。
参考文献
{1] 于立华，刘军.PLC在工业自动化控制应用的探讨[J].中国新技术新产品.2016（01）
[2] 王淼，杨宜民，李凯格，陶林，仵桂学.抛光打磨机器人智能控制系统研究与开发[J].组合机床与自动化加工技术. 2015（12）
关键字：抛光机器人；PLC；控制系统
1 引言
随着机械工业的发展，顾客对产品外形和表面质量要求的不断提高，抛光越来越广泛地应用在工业及民用产品上。传统的抛光加工，一般采用手工打磨，不仅费时费力、效率低下，而且很难保证加工产品质量的一致性；同时工业现场噪声、粉尘也严重影响工人的健康。采用新型的机器人抛光系统要比普通手工抛光更能保证加工精度，使加工效率大大提高，工人工作环境得到改善，同时也降低了产品的返工率，提高了整体的生产效率。
2 系统控制要求
上电后按下复位按钮（执行复位）——按下开始按钮——机器人移动到安全位置点——机器人手爪松开——（机器人手爪松开到位）——机器人开始移动到工件台抓取工件——（机器人手爪夹紧到位）——移动工件到打磨机上方——启动粗磨电机——（延时4S）——移动工件到粗磨点进行打磨——待打磨完成后关闭粗磨电机——机器人移动工件到精磨点——打开精磨电机——待精磨打磨完成后关闭精磨电机——（延时1S）——机器人移动工件到料仓上方——松开气爪放工件——（延时1S）——机器人移动到初始的安全位置点，如此循环工作，按下停止按钮立即停止工作。
3 硬件设计
3.1 机器人选型
机器人选用广数RB08型号机器人，该机器人采用垂直多关节串联结构，其最大负载为8kg，重复精确定位±0.05mm，最长到达距离1595mm。采用国内最先进的GSK-RC机器人控制器，机器人始终能够根据实际载荷对加减速进行优化，尽可能减少操作时间，保证了高效率运行，并通过内置服务信息系统（SIS）监测自身运动和载荷情况并优化服务需求，具有持续工作时间更长的特点，因此在本打磨控制系统中选用RB08机器人。
3.2 PLC控制器的选型
三菱PLC具有软件编程简单、使用方便、控制功能完善、通用性强、可靠性高、抗干扰能力强的特点；因此选用三菱系列的PLC，根据本系统输入输出点的大小，选用输人输出各24点FX3U48MT/ES-A型号的PLC。
4 程序设计
4.1 PLC程序设计
4.1.1 I/O分配表
根据打磨控制系统的要求，打磨电机的启动与停止以及机器人的运行与停止均采用PLC控制，其输人/输出点分配表如附表所示。
附表输入输出点分配表
其电气接线如图1所示。
具体的PLC语句梯形图如图2所示。
4.2 机器人程序编写
根据需要打磨的工件动作的范围，确定机器人的运行轨迹，按照机器人运行的轨迹编写的程序如下：
MAIN；
LABO：
MOVJ P1，V80，Z1；
DOUT OT4，OFF；
DOUT OT3，ON；
WAIT IN1，ON，T0；
DOUT OT8，OFF；
DOUT OT9，OFF；
LABI：
MOVJ P2，V80，Z1；
MOVJ P3，V80，Z1；
MOVL P50，V600，Z1；
MOVL P23，V100，Z1；
DOUT OT3，OFF；
DOUT OT4，ON；
WAIT IN2，ON，T2；
MOVL P50，VI00，Z1；
MOVJ P3，V80，Z1；
MOVJ P1，V80，Z1；
JUMP LAB2；
LAB2：
MOVJ P1，V80，Z1；
MOVJ P5，V80，Z1；
DOUT OT8，ON；
WAITV IN8，ON，T0；
DE LAYT4；
MOVL P6，V100，Z1；
MOVJ P7，V20，Z1；
MOVJ P8，V20，Z1；
MOVJ P6，V20，Z1；
MOVL P5，V600，Z1；
DOUT OT8，OFF；
WAITV IN8，OFF，T0；
MOVJ P1，V80，Z1；
MOVJ P51，V80，Z1；
MOVJ P9，V80，Z1；
DOUT OT9，ON；
WAITV IN9，ON，T0；
DE LAYT4；
MOVL P10，V100，Z1；
MOVJ P11，V40，Z1；
MOVJ P10，V20，Z1；
MOVL P9，V600，Z1；
DOUT OT9，OFF；
WAITV IN9，OFF，T0；
MOVJ P13，V80，Z1；
MOVL P14，V100，Z1；
DOUT OT4，OFF；
DOUTO OT3，ON；
WAIT IN1，ON，T2；
MOVL P30，V400，Z1；
MOVJ P13，V80，Z1；
MOVJ P1，V80，Z1；
DE LAYT1；
DOUT OT7，OFF；
JUMP LABO；
END；
5 運行調试
5.1 控制系统的程序调试步骤
（1）将编好的程序下载到PLC控制器，并在计算机上进行在线监控，检查有无问题，若和控制的要求不一致，则需更改程序；
（2）打开编写好的机器人打磨程序，并将示教器模式开关选择在“示教模式”，系统速度选择在“低速档”，动作循环方式选择“单步”，再按“使能开关”+“前进”键，使机器人单步执行指令，并观察机器运行轨迹是否和实际的一致；
（3）确认机器人和PLC的程序无误后接通电源，并按下启动按钮，并观察机器人动作的流程是否和控制要求一致，如果不一致要检查对应的极限开关和传感器是否动作，并对应监控的程序来排查故障点。
通过实际运行调试，机器人能按照预先设计的控制方案对工件进行打磨，打磨力保持相对稳定，从而保持了产品打磨、抛光、去毛刺效果的一致性，保证了加工质量，减少了废品产生，减轻工人的工作劳动力，提高了工作的效率。
6 结束语
综上所述，本文结合广数机器人、PLC设计出了一种具有操作方便、安全稳定的自动打磨机器人控制系统，该系统可以结合机器人自动完成工件的打磨，不仅在打磨行业中节约人工，减少了工人的工作劳动力，而且提高了生产效率，保证了生产的顺利进行。因此，研发抛光打磨机器人智能控制系统不仅具有很高的学术价值，同时也具有相当大的现实意义。
参考文献
{1] 于立华，刘军.PLC在工业自动化控制应用的探讨[J].中国新技术新产品.2016（01）
[2] 王淼，杨宜民，李凯格，陶林，仵桂学.抛光打磨机器人智能控制系统研究与开发[J].组合机床与自动化加工技术. 2015（12）