摘要：随着机械自动化水平的不断提高，机器人越来越在工业的应用方面表现出特别的优势。而基于PLC工业机器人的应用，不仅可以有效的提高工程的生产产量，而且还能有效的降低工业生产的劳动力需求。
关键词：工业机器人；控制系统；PLC；关键技术
工业机器人的控制系统作为整个机器人运作的主导系统，其能够在一定程度上有效的控制着整个机器人的生产操作。因此，我们就应加强研究与分析基于PLC的工业机器人控制系统的关键技术，进而不断的提高工业的生产产量，以此来有效的节约人力资源，从而不断的促进我国工业的快速稳定发展。本文就针对基于PLC的工业机器人控制系统关键技术展开具体的分析与讨论。
1 控制系统总体结构
通过对控制系统总体结构的认识与了解，可在一定程度上有效的帮助我们了解基于PLC的工业机器人控制系统关键技术，进而不断的将其运用在工业的生产过程中，从而有效的提高工业的生产产量，以此来不断的提高产品的生产质量。下面，就针对控制系统的总体结构展开具体的分析与讨论。
就针对工业机器人的控制系统而言，其主要包括两个部分，即：软件和硬件。其中，工业机器人的硬件部分主要就是通过SERCOS总线来有效的驱动工业机器人中的电机，这样就能够及时的为机器人内部的总线传递相应的控制信号，以此来有效的促进工业机器人的良好运行。此外，工业机器人中的SERCOS总线还能有效的实现与外围I/O设备之间的通信，这样就能为机器人的运行提供便利。而工业机器人的软件部分主要就是通过PLC技术来有效的实现机器人控制程序的读取、语言的转换以及逻辑和运动的控制功能。其中，控制系统的主要工作原理就是：当对控制系统上电以后，控制系统就会加载相应的机器人控制程序，此时工业机器人就会运用语言解释程序和PLC以及CanOpen等现场总线接口，来有效的将CNC文件中的相关逻辑命令发送给I/O设备，这样就能有效的促进工业机器人的良好运行。但是，机器人语言解释程序不能直接的运用在机器人的运行过程中，而是需要将运动控制指令转变为标准的G代码，这样才能通过插补程序来有效的计算各个电机的控制目标数据，从而为工业机器人的运行提供一定的数据支持。最后，为了有效的实现工业机器人的精准控制，机器人还应通过SERCOS高速运动来有效的控制总线，这样才能不断的促进机器人与各轴控制器之间能够实现通信，从而有效的控制工业机器人的各轴运动，以此来有效的提高工业机器人控制运行的精准性。
2 控制系统硬件结构
控制系统的硬件结构作为工业机器人的主要部分，其在一定程度上影响着整个机器人的运行状态，从而不断的控制着工业机器人的运行效率。因此，我们就应加强研究与分析控制系统的硬件结构，这样才能有效的提高工业机器人的运行效率，从而不断的提高工业产品效益。下面，就针对控制系统硬件结构展开具体的分析与讨论。
2.1 SERCOS总线
SERCOS总线较其他总线不同的是：其不仅传输效率较高，而且其相关的设置参数还能随时的进行设置，这样就能不断的促进SERCOS总线的运行能够有效的与系统的运行进行同步，进而不断的提高整个系统的运行精度。因此，不断的将SERCOS总线运用在工业机器人中，对于提高整个工业机器人的运行效率具有至关重要的作用。其中，工业机器人控制系统的硬件系统主要就是利用SERCOS主卡来有效的将控制系统的主站与机器人的运动执行部分连接起来，这样就能有效的为机器人的软件系统提供一个较为开放的运行控制平台，从而不断的为控制系统软件的运用提供便利，以此来有效的实现控制系统主控功能的软件化。
2.2 CanOpen协议
CanOpen协议较CAL子协议而言，其不仅具有很好的模块特性，而且其还具备较强的适应性。因此，CanOpen协议在工业机器人的运行方面得到了较为广泛的应用。其中，CAN总线链路主要就是采用CSMA/CD的方式以及“非破坏总线优先逐位仲裁”技术，来不断的保证优先级较高的信息能够快速的通过总线的传输，这样就能不断的提高工业机器人控制的实时性和有效性，从而不断的提高工业机器人的运行效率。此外，在CanOpen协议的应用层，其主要借助CanOpen协议良好的面向对象和分层设计的思想，来不断的促进设备之间的交换对象能够实现通信，这样就能不断的提高工业机器人控制系统的运行效率。而针对当前的工业机器人而言，其应用层的所有对象都可通过一个16位索引和一个8位索引来进行有效的检索，这样就能提高整个工业机器人控制系统的运行精确性。此外，CanOpen协议具有：性能稳定、功能强大以及价格较低和通用性较好等特点。因此，其在工业机器人的控制系统中也得到了较为广泛的应用，这样就能有效的实现控制系统与外围I/O设备之间的有效通信。
3 控制系统软件结构
控制系统软件结构作为工业机器人控制系统的核心部分，其就在一定程度上影响着整个工业机器人控制系统的运行状态。而加强研究与分析控制系统软件结构，对于不断的提高软件系统的实用性以及有效的提高整个工业机器人的运行效率都具有至关重要的作用。下面，就针对控制系统软件结构展开具体的分析与讨论。
工业机器人控制系统的软件部分一般都采用标准的CoDeSys系统来进行PLC程序的编写，这样就能有效的提高整个软件系统的运行稳定性。其中，CoDeSys主要包括：力矩阵控制模块、速度控制模块、电机位置控制模块以及插补模块等几个重要模块。而CoDeSys系统又具备功能强大的特点，它能根据用户的实际需求来编写新的控制模块，这样就在一定程度上有效的增强了控制系统的交互性，从而不断的满足用户的实际需求。因此，我们就可在集成Windows操作系统上安装相应的CoDeSys软件，这样就能有效的通过工控机上的SERCOS主卡和CAN主线卡来有效的促进PLC与其他接口之间的联系，这样就能有效的实现控制系统与外围设备之间的通信。其中，其主要的运行流程为：首先，运用AML和AUTOPASS等具有高级编程语言功能的语言，来开发相应的机器人程序，进而再通过相应的代码来对相应的程序进行解码，这样就能不断的将高级语言转变为机器人可懂的控制程序。最后，就可通过插补，来有效的确定机器人最后的运行轨迹。
3.1 代码编译
代码编译主要就是指：将高级机器人语言编写的程序转变为数控程序，即有效的将用户所编写的机器人程序转变为G代码指令，这样就能促进机器人的良好运行。其中，代码的编写主要可以通过两个步骤来实现，第一，将机器人控制的指令、变量以及数值存放在一个数组内。第二，将工业机器人每个运行控制程序有效的转变为G代码，并保存在相应的数据存储器上，这样就能有效的促进机器人对相关数据的读取和识别。其中，机器人的语言指令设计如表1所示。
表1 机器人语言执行设计表
3.2 代码解码
工业机器人的控制程序在加载以前是以G代码的形式而保存在的相应的存储器中的。但是，机器人中的插补程序是无法直接读取相应文本形式的G代码。因此，我们就需要借助一定的解码程序来有效的将文本中的G代码转变为机器人可读程序，这样才能不断促进机器人的有效运行。
3.3 插补程序
插补程序的主要功能就是：不断的控制机器人的运动轨迹。其中，机器人可以根据控制系统所提供的运动轨迹来及时的发现目标所在的位置，并集合当前的位置信息，来有效的对机器人的运行轨迹进行插补，这样就能不断的提高软件系统的运行效率。此外，当程序解码完成以后，控制系统就应将解码的相关控制数据有效的传递给插补程序，并根据其所提供的相应信息来有效的确定机器人运行的位置信息，这样就能促进电机找好角度，以此来不断的驱动电机的快速转动，从而有效的提高产品的生产质量。此外，工业机器人运动的插补程序还有效的运用了逆向运动的分析方法，以此来有效的实现机器人的运动控制。而机器人插补程序的实现主要采用的是CoDeSys中的Interpolator模块，即当其使能端被激活以后，该模块就会从CNCpoqPath中来有效的获取机器人的目标位置，进而促进相关插补活动的有效展开，这样就能及时的将相关的计算结果传递出去，以此来有效的实现对机器人的运动控制。
4 总结
不断的研究与分析基于PLC工业机器人控制系统关键技术，对于不断的提高产品的生产质量以及有效的降低人工成本都具有至关重要的作用。因此，我们应首先认识与了解控制系统的总体结构，进而从硬件系统以及软件系统两个方面来详细的阐述工业机器人的控制系统，从而不断的促进我国工业的快速稳定发展。
参考文献：
[1]张业鹏，张明.基于PLC与工业机器人的全自动化码垛系统设计[J].制造业自动化，2015，37（22）：108-110.
[2]李太胜.基于PLC控制的工业机器人系统的研究与实现[J].中国高新技术企业，2014，（10）：26-27.
论文作者:毛卫笑
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/12
标签：机器人论文; 控制系统论文; 工业论文; 就能论文; 程序论文; 总线论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第20期论文;