PLC实现工业机器人的自动控制-2019年文档(最新整理)

　　引言 　　

目前，工业机器人已经广泛用于机械制造业中，代替人完成具有大批量、高质量要求的工作。工业机器人多用在自动工位上，由外围设备控制程序的启动和运行。本文主要介绍如何利用GEPLC实现对FANUC系统机器人的自动控制。 　　一、基于PLC控制的工业机器人系统概述 　　

目前，PLC控制技术、工业机器人技术以及CAD技术已经成为了工业自动化领域最关键的几个技术。这几个技术的不断完善和发展，给现代工业自动化领域的形成提供了巨大的帮助。近几年来，随着科学技术的不断发展，基于PLC控制的工业机器人系统的研究已经进入了关键阶段，实现基于PLC控制的工业机器人系统在生产中的应用也成为了现实。由于基于PLC控制的工业机器人系统可以在工业生产之中发挥重要作用，基于PLC控制的工业机器人系统在工业生产中的应用水平已经成为了衡量工业自动化领域发展水平的关键因素之一。基于PLC控制的工业机器人

系统可以使得工业机器人在PLC系统的控制之下，自动地完成工业生产过程之中要进行的多功能型任务。除此之外，基于PLC控制的工业机器人系统还可以完胜一系列的工业生产工作，有效地实现机电一体化生产。

　　二、基于PLC控制的工业机器人系统的控制特点 　　

基于PLC控制的工业机器人系统在应用中有着许多的优良特性，其主要集中体现在以下三个方面：首先，PLC编码控制器拥有着强大的控制性能，可以迅速地向工业机器人系统发出指令信息，而且在对工业机器人系统的控制过程中，还可以通过联网技术的应用，实现工业机器人系统的各种操作指令；其次，PLC编码控制器拥有着可靠性强的特点，由于PLC编码控制器拥有着相应的编码加密处理，这就形成了PLC编码控制器的强大抗干扰能力，使得基于PLC控制的工业机器人系统在运行过程中可以稳定地进行工业生产；最后，PLC编码控制器拥有着适用范围广的特点，目前，基于PLC控制的工业机器人系统已经可以广泛地应用于各个领域，体现了其适用范围的广泛性。

　　三、基于PLC实现工业机器人的自动控制系统设计 　　1、底层控制器的选型 　　

底层控制器作为控制系统的核心，其选择的合适与否对整个系统来说十分重要，其性能直接影响了控制系统的可靠性、数据

处理速度、数据采集的实时性等。移动机器人运行环境较恶劣，干扰源众多，对运动控制器的实时性和可靠性要求较高，所以选择一种稳定可靠地运动控制器至关重要，既要满足系统要求，又要具有良好的可扩展性和兼容性。 　　

考虑到实验环境以及可扩展程度等问题，选择PLC用于适合本系统的底层运动控制器。它采用可编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 　　2、电气系统设计 　　

在对轮式全向移动机器人控制系统硬件进行选型以后，根据移动机器人的硬件组成进行电气系统设计。移动机器人的电气系统主要包括三个部分：主电路、伺服驱动系统电路和PLC控制系统电路。 　　

移动机器人控制系统主电路通过PLC和继电器实现控制。控制原理如下：继电器由线圈和辅助触点两部分组成。当线圈通电的时候，其对应的常开触点闭合，常闭触点断开。在控制电路中，继电器线圈的电压为24V，继电器线圈的一端与PLC数字量输出相连，另一端与地相连。PLC的数字量输出电压为24V，通过

控制PLC数字量的输出进而控制继电器线圈的通电和断电，继电器触点所控制的元件就会得电和失电。 　　3、I/O配置段设计 　　

I/O配置段包括I/O刷新周期（典型为4ms）和I/O数据映像区大小信息，通过软PLC编程系统的工程配置模块进行可视化配置，以适应不同机器人应用程序对I/O设备的不同需求。长度固定为16字节，内容包括I/O刷新周期、本地数字输入LDI（Local Digital Input）单元个数、本地数字输出LDO（Local Digital Output）单元个数、本地模拟输入LAI（Local Analog Input）单元个数、本地模拟输出LAO（Local Analog Output）单元个数、远程数字输入RDI（Remote Digital Input）单元个数、远程数字输出RDO（Remote Digital Output）单元个数、远程模拟输入RAI（RemoteAnalogInput）单元个数、远程模拟输出RAO（Remote Analog Output）单元个数。 　　4、PLC程序设计

　　在底层控制器中，使用编程软件STEP 7 PROFESSIONAL V12的PTO运动控制指令，使用位置控制方式，控制4个转向伺服电机，从而控制4个车轮的转向角；另外，使用扩展模拟量输出模块输出电压值，控制4个轮毅电机，驱动机器人运动。排除硬件的因素外，程序的好坏直接决定着运动性能的高。

因此程序的编写是整个设计中最为重要的环节之一。在实现所需功能的前提下，程序应尽量做到简洁明了，这就要求绘制流程图和顺序功能图时思路清晰。