基于PLC的机器人自动化程序标准化的设计

胥宗祥　谢帅　邓岩

摘 要：本设计是根据机器人系统与PLC控制系统的之间的逻辑控制为准则，对两者之间信号的编码组合，然后提出汽车焊接系统集成行业自动程序标准化的方案，能够使用户程序做到可移植性，易读性，准确追踪故障点。

关键词：PLC；机器人；标准化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.177

1 引言

随着工业技术发展，工业机器人自动化生产线已成为当前智能化装备的主流及发展方向。机器人多用在自动工位上， 由外围设备控制用户程序启动和运行， 实现自动控制，提高了工厂的生产效率，降低损耗、实现效益扩大化。本文主要介绍着FANUC系统机器人由三菱PLC实现自动标准化控制方案。

2 控制系统

2.1 系统结构设计

本系统的结构由机器人系统和PLC控制系统组成，采用CC-Link分散型I/O控制方案，系统结构如图1所示。PLC完成机器人的用户程序控制和现场总线信号采集，HMI完成显示信号状态、报警、控制管理等功能[1] 。

2.2 系统工作原理

本系统是基于CC-Link现场总线的工业过程控制局域网，PLC对机器人的控制属于自动控制，通过PLC实现不同条件时对机器人不同用户程序的调用与控制，实现同一台机器人完成不同工作的柔性化控制。同时机器人程序运行过程中，PLC对机器人的特定段进行分段控制，对进入特定运动区域进行信号互锁与禁止保护，同时PLC处理采集机器人和外围设备信号反映到人机交互界面，供现场操作人员判断机器人的运行状态和故障处理[2] 。

3 标准化程序设计

3.1 标准化程序概念

在自动化系统集成行业中，标准化程序就是规范用户程序结构和逻辑，能够使用户程序结构清晰、简明易懂、缩短维护周期、可移植性提高，减少故障等。

3.2 标准化信号编码

首先我们对PLC与机器人（Robot在表中简称R）之间信号进行处理[3]，对工装夹具的车型及机器人的每个程序，每条路径做一些编码。如表格1所示。

3.3 标准化程序工作流程设计

在一个机器人和周围工装夹具的工作站的焊接过程中，分为两步：一是任务开始验证，在一个周期内每次程序运行，PLC都会对机器人的准备位做出判断，如果不在准备位，就会调用回到准备位的程序，让机器人回到准备位，这时准备位的验证任务关闭。二是任务开始，机器人给PLC发送一个请求继续（Request to Continue）的信号，然后PLC回馈机器人请求继续完成（Continue OK）的信号，这样就可以调用焊接程序，焊接程序的调用要根据每个工装夹具的车型号不同来调用。焊接完成之后，机器人回到原点，PLC会对当前工位的一些信号关闭，再关闭所有的信号，然后等待下一个开始工作的脉冲信号到来。如图2所示，机器人运动周期所有的信号处理和程序调用规则流程。

3.4 验证结果

本方案的设计已经在江苏北人机器人系统股份有限公司的部分项目上得到验证，在稳定性，可移植性，故障排除效率上得到现场维护工程师的首肯，在后期项目的方案设计上将逐步应用这套方案，并加以细节完善。

4 结束语

总的来说，首先要理顺控制系统的结构及其原理，然后参照一些机器人系统的信号处理规则，提出PLC对机器人控制的一些标准，对两者之间的控制信号进行编码，设计出一个周期的工作流程图，使用户程序的逻辑顺序更清晰。并可以使项目可移植性，减少企业成本和维护周期。

参考文献：

[1]张正兵，李晓娜.机器人在焊接中的应用[J].电焊机，2008（06）：44-47.

[2]杨秀文.自动化生产线中CC-Link总线技术及工业机器人通讯[J].机器人技术，2014（04）.

[3]FANUC工业机器人编程手册[K].

作者简介：胥宗祥（1991-），男，河南周口人，硕士研究生，研究方向：自动化电控系统。