PLC在工业机器人控制中的设计应用

杨登科

【摘要】PLC在六关节工业机器人控制中具有很好的价值。基于此，本文阐述了六关节工业机器人结构、电机选择和系统模型控制等工业机器人结构和控制方法，同时，提出了PLC在六关节工业机器人控制中的设计应用，主要包括了工业机器人的电路驱动设计、参数选择、系统的硬件设计等，通过论述以上设计应用方法，来为设计人员提供一些参考。

【关键词】PLC；六关节工业机器人控制；以太网

工业机器人作为工业发展的趋势，为各个工业生产领域做出了非常大的贡献，不仅提高了劳动生产力，还提高了工业自动化进程。工业机器人是通过提供运动执行程序，来进行复杂的工作任务。近年来，不断发展出来的智能机器人，已经能够按照原有的记忆装置来实现复原示教的动作，进而完成自动重复执行动作。

1 PLC在六关节工业机器人控制中的设计应用

1.1工业机器人的电路驱动设计

PLC和电机绕组需要通过驱动电路，并使用电机的大电流及PLC弱点分离出来，来确保计算机能够不受到外界磁场的干扰，因此，需要设计光电隔离方法的电机驱动电路。此次设计采用了四排硬件脉冲方式运行，一台步进电机的相关需要PLC对4个点来控制，这样设计采用的输出是内部波形设计。

1.2参数选择

此次设计的系统采用的是三菱FX系列的PLC，而PLC型号是FX-64MT，从电路的结构来看，选择达林顿管和V1-V4的参数。需要根据电机的一些电阻及静态电流值，来计算出达林顿管的电流及电压值，同时，还需要充分考虑达林顿管的功率及散热片计算。此外，还要考虑电机功率和供电电压等级，提升电机的效果，来留有一定预留。电阻是用于限制绕组中的电流值，由于电阻值很小且电流很大，电阻功率需要满足原有电流要求，因此，步进驱动器可以设计成为一个模块。

1.3系统的硬件配置

该系统是使用晶体管型作为PLC控制系统的重点内容，其具有的内部输入端接入信号主要包括示教盒控制面板，比如中枢按钮及机器关节限位和水平接近开关，系统的输出阶段需要接入驱动器的控制六关节机器人来执行示教动作，硬件的系统框架图内容如下：检测系统的输入状态—Fx可编程制造器—6步驱动器—开始六关节机器人—驱动电源。

PLC软件程序设计，六关节机器人在软件设计中，需要使用复读式机器方法，同时具有自主学习能力，可以按照记忆装置存储信息具有人手示教的动作，示教的动作能够自动执行动作，使用示教盒完成三种控制方法来进行控制操作：

（1）手动方法設计。在设计过程中，通过对机器人的各个关节进行调整，能够实现达到任意的工作位置与工作原点，需要确定极限位置；

（2）手动示教位置工作方式，通过使用工作原点的机器人是借助手动按键示教在日后工作中所具有的一些动作。比如在机械设备工作中，让机器人在A点首先抓取一个物体W，需要越过一个障碍物达到Z高度，再借助物体W到B点，并使用记忆元件把手动示教记忆下来；

（3）自动工作方法。需要借助记忆元件存储数据，并执行电机的动作，使其和示教工作方式中的动作相同，共同完成所要求的生产任务。PLC软件程序主要包括以下内容：初始化运行复位—手动工作——自动工作——调用数据传送——数据比较——自动工作——双四拍脉冲输出——正转程序。

（4）程序设计中的重点内容是功能补偿，传统的机械传动存在着误差，来使得机器人的传动机构存在着返回误差，既不能返回原有的程序随着运转次数的增加，积累定位存在着定位误差。在程序执行的过程中，需要校正程序。校正的方法存在着补偿信息，其中补充的方法是每一个循环对每一个步骤进行适当的补充脉冲补偿，相较于准确的原位，在消除返回误差办法通过结算循环次数，在循环次数后，需要进行继续运转的步行电机施加补充脉冲补偿，来消除积累定位误差。

2结论

综上所述，PLC在六关节工业机器人控制中是让控制程序代码独立于硬件。在此基础上，系统的输出阶段需要接入驱动器的控制六关节机器人的执行示教动作；同时，需要根据电机的一些电阻及静态电流值，来计算出达林顿管的电流及电压值。因此，PLC在六关节工业机器人控制中能够形成一个简单可行的FA设备。

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