工业机器人多任务选择控制实现

蔡仕魁+王才峄

摘 要：工业机器人在国内的应用越来越广泛，所要完成的任务也是越来越复杂。在有些场合可能要面对多任务的选择与切换。这种多任务选择的能力会使得工业机器人能胜任更多的任务，同时降低企业应用成本。本文以川崎机器人为载体，利用“HMI+PLC”系统实现了工业机器人的多任务切换功能。

关键词：工业机器人；“HMI+PLC”系统；多任务选择

在现代工业生产中，工业机器人的应用越来越广泛。在很多场合会面对多任务选择的工作状态，在一些特殊状态下要根据要求作出不同的反应。这种多任务选择的能力会使得机器人能胜任更多的任务。本文以川崎机器人作为载体，通过“HMI+PLC”系统实现了工业机器人的多任务切换功能。

1 工业机器人的设置

本文所用机器人型号为KAWASAKI FS03N。这是川崎机器人系列中最小的机器人，有6根轴，重量仅20千克。具有功能强、技术先进、精度高、刚度强等特点。在形态和覆盖范围上与人的手臂相似，适用于各种工业用途。

此次工业机器人多任务切换选择的功能主要是通过川崎机器人的“J/E”（跳转/结束）功能来实现的。J（跳转）有下列功能。当程序运行到一个开启RPS模式的步时，可以通过输入外部信号JUMP ON（跳转开始）信号而跳入另一个不同的程序。同样地，通过输入JUMP OFF（跳转结束）信号而跳回原中断的程序中，继续执行剩下的程序。E（结束）有下列功能。当运行到一个开启RPS模式的步时，当外部信号RPS ON输入时，程序将暂停在该点，并且，程序将跳入另一个不同的程序。考虑到多任务选择的方便性，本文采用E功能，并采用如图1所示的程序结构。

在利用工业机器人进行E功能跳转时，要对相关的输入输出端口进行设置。各端口工作时的信号时序图如图2所示。

当执行到示教有END的步骤且RPS有效时，机器人输出允许输入程序信号RPS-ST。这时，外部装置（接口箱等）输出外部程序编号信号RPSXX，并输出RPS-ON信号。此RPS-ON信号是允许读RPS信号的确认信号，在RPS信号设定输出并延时100ms或以上后输出。在含END的示教点处达到轴一致后，控制器确认RPS-ON信号，然后读取RPSxx信号并且内定为下一个执行程序。最后，RPS-ST设为OFF。在RPS-ST变为OFF前，需一直保持RPS-ON和RPSxx信号。依据E功能要求对工业机器人进行端口设置，具体设置情况见图3。

2 PLC程序设置

在设置完工业机器人参数后，对PLC进行相应的程序编制，部分程序见图4。

3 触摸屏程序设置

在完善好PLC程序后，继续编制触摸屏程序。触摸屏画面设置如图5所示。

4 总结

通过工业机器人在线调试，证明上述工业机器人的多功能切换程序是可靠有效的。利用此方法可以实现工业机器人的多种功能切换，有效地增加了单台工业机器人的使用效率，降低了企业成本。

参考文献：

[1]日本机器人学会，机器人技术手册[S].北京：科学出版社，2007.

[2]施庆平，PLC在机器人喷镀生产线控制中的应用[J].微计算机信息，2006.

[3]周宜，机器人喷涂生产线控制系统的设计和应用[J].电气自动化，2009（31）.