论文部分内容阅读
引言：在现如今，机器人已經被应用在生产中，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。由于关节式机器人能够模拟出一些人类的手臂动作，并按照预先设定的程序来实现抓取、搬运工作，进而实现自动化操作，同时通过电磁阀来控制，来对系统实现动作间隔控制。
1基于PLC控制下工业机器人系统研究
基于PLC的工业机器人需进行抓取、搬运、装卸等一系列操作，而这些动作主要是通过气缸驱动。在实现操作的过程中，需要将其从加工的初始位置传送到1号工作台，将操作的工件传递到2号台，进而回到1号工作台，来形成对一个工件的生产操作。
同时，工业机器人的设置需要从初始位置出发，将手腕水平移动，而操作手指将会加紧操作的工件，在到位后，机器人的手指及手腕处会引导下沿右侧轨迹的移动，最后实现对机器人的控制。当该工件放置在含工作台中，需要再次回到工作台的动作顺序，进行形成一个完整的工作周期。根据工业机器人装置的需求，需要通过设置相应的开关装置，实现控制系统的信号检测工作，来确定机器人的手臂动作。同时，当操作构件被夹紧前，需要预先设置夹紧力，只有当夹紧值达到预设值的时候，才可以进行下一步操作。
2基于PLC控制下工业机器人系统的实现
2.1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行，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；H网络通信；Devicenet网络通信；Profibus网络通信等等[1]。
2.2硬件配置
为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，以此来为智能模块、网络信息处理模块、HMI等节目配置相对应的控制系统，进而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PLC具有60k的程序容量、4096点数I/O、0.034μs运算处理速度、1M可扩展空间等特点，并且能够实现USB接口、RS232接口等接口的连接。此外，PLC还能够使用二进制系统以ASCII格式传输数据。PLC串行端口用于数据的发送/接收，它通过发送/接收电压工作，RS232通常用一个电压-12V表示1位，用+12V表示一个“0”表示；在+/-3伏之间的电压被认为有两种类型的RS-232设备。DTE-数据终端设备和一个常见的例子是计算机。PLC可能是DTE或DCE设备，当PLC和外部设备都是DTE（或两个DCE）设备时，它们不能相互通话。解决方案是使用空调制解调器连接。通常PLC是DTE，外部设备是DCE。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。
2.3程序设计
现如今，程序设计使用的主要方法是PLC的编程方法，来构建梯形图。主要包括了指令表、顺序流程表等内容，这种方法能够根据工艺控制点的要求，选择的编程方法，并配合使用SFC编程方法，来分析和修改，进而实现整个生产过程的顺序控制。
（1）搬运系统控制流程。在开始编程前，需要借助编程的流程图，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个示范程序，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，编写的方法包括了梯形图、SFC等。梯形图是一种顺序控制使用方法，结构较为繁琐，需要将一系列算法进行互索。在编写程序时，搬运系统的编程选用的更适合控制的SFC编程方法，能够构建一个有利于阅读和安装的环境。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的质量的自动选择要进行质量运转程序。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，并不执行人物，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[2]。
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的质量，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。
参考文献：
[1]牛红林. 基于PLC控制的养殖场氨气生物氧化装置的研发[D].山东农业大学，2017.
[2]郝梦超. 一种基于PLC控制的全自动水肥一体化系统的设计与实现[D].石河子大学，2017.
1基于PLC控制下工业机器人系统研究
基于PLC的工业机器人需进行抓取、搬运、装卸等一系列操作，而这些动作主要是通过气缸驱动。在实现操作的过程中，需要将其从加工的初始位置传送到1号工作台，将操作的工件传递到2号台，进而回到1号工作台，来形成对一个工件的生产操作。
同时，工业机器人的设置需要从初始位置出发，将手腕水平移动，而操作手指将会加紧操作的工件，在到位后，机器人的手指及手腕处会引导下沿右侧轨迹的移动，最后实现对机器人的控制。当该工件放置在含工作台中，需要再次回到工作台的动作顺序，进行形成一个完整的工作周期。根据工业机器人装置的需求，需要通过设置相应的开关装置，实现控制系统的信号检测工作，来确定机器人的手臂动作。同时，当操作构件被夹紧前，需要预先设置夹紧力，只有当夹紧值达到预设值的时候，才可以进行下一步操作。
2基于PLC控制下工业机器人系统的实现
2.1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行，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；H网络通信；Devicenet网络通信；Profibus网络通信等等[1]。
2.2硬件配置
为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，以此来为智能模块、网络信息处理模块、HMI等节目配置相对应的控制系统，进而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PLC具有60k的程序容量、4096点数I/O、0.034μs运算处理速度、1M可扩展空间等特点，并且能够实现USB接口、RS232接口等接口的连接。此外，PLC还能够使用二进制系统以ASCII格式传输数据。PLC串行端口用于数据的发送/接收，它通过发送/接收电压工作，RS232通常用一个电压-12V表示1位，用+12V表示一个“0”表示；在+/-3伏之间的电压被认为有两种类型的RS-232设备。DTE-数据终端设备和一个常见的例子是计算机。PLC可能是DTE或DCE设备，当PLC和外部设备都是DTE（或两个DCE）设备时，它们不能相互通话。解决方案是使用空调制解调器连接。通常PLC是DTE，外部设备是DCE。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。
2.3程序设计
现如今，程序设计使用的主要方法是PLC的编程方法，来构建梯形图。主要包括了指令表、顺序流程表等内容，这种方法能够根据工艺控制点的要求，选择的编程方法，并配合使用SFC编程方法，来分析和修改，进而实现整个生产过程的顺序控制。
（1）搬运系统控制流程。在开始编程前，需要借助编程的流程图，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个示范程序，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，编写的方法包括了梯形图、SFC等。梯形图是一种顺序控制使用方法，结构较为繁琐，需要将一系列算法进行互索。在编写程序时，搬运系统的编程选用的更适合控制的SFC编程方法，能够构建一个有利于阅读和安装的环境。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的质量的自动选择要进行质量运转程序。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，并不执行人物，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[2]。
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的质量，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。
参考文献：
[1]牛红林. 基于PLC控制的养殖场氨气生物氧化装置的研发[D].山东农业大学，2017.
[2]郝梦超. 一种基于PLC控制的全自动水肥一体化系统的设计与实现[D].石河子大学，2017.