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摘要：科技不断发展，实现了将机器人应用在机床工作和自动化生产线中，设计基于PLC的机器人电气控制系统一直是研究的重点，本文首先介绍基于PLC的机器人动作设定硬件要求，接着介绍基于PLC的机器人软件设计理论，最后以设计实例阐述机器人控制系统设计的具体操作内容，仅供参考借鉴。
关键词：动作设定；代码编写；操作指令
前言：
目前机器人的工作内容主要是搬动装卸零件，通过重复动作完成任务，在机器人的设计中采用模拟关节结构的方式，通过程序设置，使机器人模拟手臂动作，根据设置的搬运路线、具体动作，实现抓取、移动、装卸的工作任务，配以电磁阀的控制，实现动作顺序的预制和时间间隔的有效控制，这也就是PLC的机器人电气控制系统。
一、基于PLC的机器人动作设定硬件要求
机器人要实现的动作有抓取、运送、装卸。这些动作的实现离不开气缸的驱动。例如在某项工作过程中机器人要实现的操作是将工件从初始位置运输到1号工作台，再将工件运输到2号工作台，接着回到一号工作台，继续上述操作。在工作的过程中，机器人在初始位置要完成的动作是手腕向下移动，操作手指抓紧操作台上待移动的工件，接着机器人要完成工件的移动，到达指定位置，之后，机器人的手臂要引导手指和手腕沿指定的轨迹移动，最后机器手指松开工件。根据上述工作环节中机器人的动作，要装有限位开关装置，实现对机器人手指移动位置的控制，准确把握机器人的手臂动作，对于抓紧力的控制需要设置相应的控制系统，这一控制过程由油缸下属液压回路中的压力继电器来实现。还要安装通断按钮实现机器人启动停止的控制。通过安装电磁阀部件实现机器人的上下左右移位动作[1]。
二、基于PLC的机器人软件设计理论
在机器人程序初始化过程当中，由PLC进行编程，PLC即为可编程控制器，是一种新型的工业控制装置，以计算机设备计算为基础，应用在工业环境下，是能够利用数字运算操作的一种电子装置[2]。电子装置的内部存储，执行逻辑运算的一系列指令。通过模拟式、数字式的操作指令，控制各类型的机械生产运作过程。基于PLC机器人的初始化操作，主要目的是完成机器人后续动作的设置。机器人自动控制系统，会由于直接投入运行而产生错误动作，设置初始化程序会避免这种情况的发生，从而使机器人顺利投入工作。在对机器人设置初始化程序时，首先选取初始状态ISL指令，这种方式会简化程序，减少编程的步骤。在设计机器人自动控制系统时，第二步是设置机器人的手动运行控制模式，在这一过程中对机器人的手指、手臂、手腕进行设置，主要用于维修和调整机器人时。手动按钮的开关设置在手动模式中，接通手指部件实现手臂的上升下降，这种方法也能够实现机器人手臂手腕的动作设置。在设置机器人的自动控制系统时，设置的模式根据要实现的动作，仔细确认各部分的联系，当机器人处于初始状态时，检测到工作台上需要处理的工件，然后完成自动设置模式中需要机器人完成的动作。
三、机器人控制系统设计具体操作
（一）机器人动作设定
某机器人工作过程要求为：在正常运行时，机器人的操作为自动模式，从机器人处于原始位置开始，大臂竖立，小臂伸出并处于水平，手腕横向向右移动，手指松开，按下启动按钮SB1。这时机器人的工作顺序是在初始位置机器人完成的动作有：机器人大臂竖立-小臂水平缩回-手腕横移向右-手指松开-手指夹紧-手腕向右移动-小臂向上摆-大臂向下摆-手指松开-小臂回缩-料架移动-小臂伸出-手指夹紧-大臂向上移动-小臂向下转动-手腕向左移动-手指松开。当机器人需要维修或调整时，通过手动模式，分别控制手动按钮，使对应机器人的手指、手腕、小臂、大臂完成动作。
（二）机器人的程序代码
根据动作设定的要求，编写程序代码，X000-X012分别代表机器人各个部位，是启动按钮、原位、大小手臂的输入端口，用于限位检测。X013、X017手动控制输入端口，完成手动控制的相应动作。Y000-Y012用以完成各个动作与电磁阀的连接，T1、T2用以设置时间，完成机器人手指松开收紧的时间设置。在上述根据要求设置的机器人动作的代码编写中，要完成机器人启动的代码编写是：0 LD X000；完成手指夹紧压力限位的代码编写是：ANI X001；完成手指夹紧的代码编写是：SET Y000；完成小臂上摆的代码编写是：OUT Y002；完成大臂下转的代码编写是：OUT Y011；完成机器人手指松开延时的代码编写是：OUT T1 K8。以上动作的代碼编写要予以排序，实现对机器人动作顺序的合理安排。
总结：
可编程控制系统设计的拥有电气控制系统的机器人，实现了接线电路的简化，为工作环境节省了空间，有效的降低设备出现故障的频率，让设备具有很广泛的拓展性，丰富了设备的功能，让设备具有更强的柔性，实现设备维护的简便，使设备具有较高的运行稳定性，从而很大程度的提高了劳动生产率，由于可以通过编写程序，实现各种工作环节的设定，所以能够最大化满足各种生产要求。
参考文献：
[1]刘晓云.基于PLC的机器人电气控制系统的设计[J].电子技术与软件工程，2016（22）：137.
[2]王淼.抛光打磨机器人控制系统的设计与实现[D].广东工业大学，2016.
作者简介：钟荣开，男，广东省佛山市人，民族：汉，职称：电气工程师，学历：本科学士学位，研究方向：电气控制及自动化。
关键词：动作设定；代码编写；操作指令
前言：
目前机器人的工作内容主要是搬动装卸零件，通过重复动作完成任务，在机器人的设计中采用模拟关节结构的方式，通过程序设置，使机器人模拟手臂动作，根据设置的搬运路线、具体动作，实现抓取、移动、装卸的工作任务，配以电磁阀的控制，实现动作顺序的预制和时间间隔的有效控制，这也就是PLC的机器人电气控制系统。
一、基于PLC的机器人动作设定硬件要求
机器人要实现的动作有抓取、运送、装卸。这些动作的实现离不开气缸的驱动。例如在某项工作过程中机器人要实现的操作是将工件从初始位置运输到1号工作台，再将工件运输到2号工作台，接着回到一号工作台，继续上述操作。在工作的过程中，机器人在初始位置要完成的动作是手腕向下移动，操作手指抓紧操作台上待移动的工件，接着机器人要完成工件的移动，到达指定位置，之后，机器人的手臂要引导手指和手腕沿指定的轨迹移动，最后机器手指松开工件。根据上述工作环节中机器人的动作，要装有限位开关装置，实现对机器人手指移动位置的控制，准确把握机器人的手臂动作，对于抓紧力的控制需要设置相应的控制系统，这一控制过程由油缸下属液压回路中的压力继电器来实现。还要安装通断按钮实现机器人启动停止的控制。通过安装电磁阀部件实现机器人的上下左右移位动作[1]。
二、基于PLC的机器人软件设计理论
在机器人程序初始化过程当中，由PLC进行编程，PLC即为可编程控制器，是一种新型的工业控制装置，以计算机设备计算为基础，应用在工业环境下，是能够利用数字运算操作的一种电子装置[2]。电子装置的内部存储，执行逻辑运算的一系列指令。通过模拟式、数字式的操作指令，控制各类型的机械生产运作过程。基于PLC机器人的初始化操作，主要目的是完成机器人后续动作的设置。机器人自动控制系统，会由于直接投入运行而产生错误动作，设置初始化程序会避免这种情况的发生，从而使机器人顺利投入工作。在对机器人设置初始化程序时，首先选取初始状态ISL指令，这种方式会简化程序，减少编程的步骤。在设计机器人自动控制系统时，第二步是设置机器人的手动运行控制模式，在这一过程中对机器人的手指、手臂、手腕进行设置，主要用于维修和调整机器人时。手动按钮的开关设置在手动模式中，接通手指部件实现手臂的上升下降，这种方法也能够实现机器人手臂手腕的动作设置。在设置机器人的自动控制系统时，设置的模式根据要实现的动作，仔细确认各部分的联系，当机器人处于初始状态时，检测到工作台上需要处理的工件，然后完成自动设置模式中需要机器人完成的动作。
三、机器人控制系统设计具体操作
（一）机器人动作设定
某机器人工作过程要求为：在正常运行时，机器人的操作为自动模式，从机器人处于原始位置开始，大臂竖立，小臂伸出并处于水平，手腕横向向右移动，手指松开，按下启动按钮SB1。这时机器人的工作顺序是在初始位置机器人完成的动作有：机器人大臂竖立-小臂水平缩回-手腕横移向右-手指松开-手指夹紧-手腕向右移动-小臂向上摆-大臂向下摆-手指松开-小臂回缩-料架移动-小臂伸出-手指夹紧-大臂向上移动-小臂向下转动-手腕向左移动-手指松开。当机器人需要维修或调整时，通过手动模式，分别控制手动按钮，使对应机器人的手指、手腕、小臂、大臂完成动作。
（二）机器人的程序代码
根据动作设定的要求，编写程序代码，X000-X012分别代表机器人各个部位，是启动按钮、原位、大小手臂的输入端口，用于限位检测。X013、X017手动控制输入端口，完成手动控制的相应动作。Y000-Y012用以完成各个动作与电磁阀的连接，T1、T2用以设置时间，完成机器人手指松开收紧的时间设置。在上述根据要求设置的机器人动作的代码编写中，要完成机器人启动的代码编写是：0 LD X000；完成手指夹紧压力限位的代码编写是：ANI X001；完成手指夹紧的代码编写是：SET Y000；完成小臂上摆的代码编写是：OUT Y002；完成大臂下转的代码编写是：OUT Y011；完成机器人手指松开延时的代码编写是：OUT T1 K8。以上动作的代碼编写要予以排序，实现对机器人动作顺序的合理安排。
总结：
可编程控制系统设计的拥有电气控制系统的机器人，实现了接线电路的简化，为工作环境节省了空间，有效的降低设备出现故障的频率，让设备具有很广泛的拓展性，丰富了设备的功能，让设备具有更强的柔性，实现设备维护的简便，使设备具有较高的运行稳定性，从而很大程度的提高了劳动生产率，由于可以通过编写程序，实现各种工作环节的设定，所以能够最大化满足各种生产要求。
参考文献：
[1]刘晓云.基于PLC的机器人电气控制系统的设计[J].电子技术与软件工程，2016（22）：137.
[2]王淼.抛光打磨机器人控制系统的设计与实现[D].广东工业大学，2016.
作者简介：钟荣开，男，广东省佛山市人，民族：汉，职称：电气工程师，学历：本科学士学位，研究方向：电气控制及自动化。