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PLC技术在工业机器人控制系统中的运用分析

来源:产业与科技论坛 作者:李满
发布于:2021-01-28 共3889字
    摘要:随着我国社会经济的高速发展,科学技术水平在逐步提升,为我国工业发展提供了保障。在工业生产中,通过工业机器人控制系统的设计,可以提升工业生产的质量和效率。PLC技术在工业机器人控制系统中应用,可以提升系统的抗干扰能力。为了有效地促进PLC系统在工业机器人控制系统中的应用,本文分析了PLC技术的优势,并且阐述了PLC技术在工业机器人控制系统中的应用。
   
    关键词:PLC技术,工业机器人,控制系统


plc自动化工程师论文

   
    随着我国工业的高速发展,工业技术在不断地完善,工业机器人可以通过模拟仿真的方式对人的操作进行模拟,形成机电一体化自动控制,通过重复编辑完成各项工业生产工作,提升了工业生产的质量和效率。随着PLC技术的发展,其在工业机器人控制系统中得到广泛应用。PLC技术是一项控制技术,其抗干扰能力非常强,可以灵活地应用在工业控制环节中。近年来,PLC技术与网络技术和机械技术结合起来,PLC技术广泛地应用在工业生产中,朝着多元化的应用方向发展,PLC技术实现了综合性的应用,可以融入各类控制系统中,简化了工业机器人操作,提升了工业机器人的工作效率。
   
    一、PLC技术的优势
   
    PLC技术又叫作可编程逻辑控制器,是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器,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,通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。通过数字模拟的方式,将信号输入和输出实现各类机械设备的生产控制,PLC技术与传统的工业生产控制相比,其灵活性可以得到保障,具备逻辑处理功能,提升了数据处理的效率,优势非常明显。
   
    (一)使用方便,操作简单。
   
    PLC技术采用梯形图、逻辑图或者各类语句表达的方式形成完善的编程语言,无需采用专业的计算机知识系统,可以在短时间内完成开发,现场调试非常简单。系统的控制采用简单的计算机就可以完成系统的程序,可以实现实时的修改,及时改变控制方向。
   
    (二)抗干扰能力强。
   
    在传统的电气设备控制环节中采用了大量的继电器,继电器的使用环节中如果接触不良很容易导致设备不能正常运行。在PLC技术应用环节中提升了设备控制的实用性,采用硬件和软件结合的方式,提升了PLC技术的抗干扰能力。
   
    (三)配套齐全,适应性得到保障。
   
    PLC技术已经形成了标准化的体系,通过系列化和模块化的系统设计,可以在不同设备控制中应用,用户可以灵活地选择各类系统,形成不同的功能模块。PLC技术安装非常便捷,采用接线的方式就可以实现外部连接,PLC技术的负载能力可以得到保障,通过小型的交流接触器就可以完成各类设备的连接。
   
    (四)功能完善,性价比高。
   
    一个小型的PLC系统就由很多个编程软件构成,其功能的兼容性非常强,在复杂的设备运行环境下,可以实现实时的监控效果。与传统的继电器相比,其性价比非常高,在使用中具有良好的经济性。
   
    (五)维护简单。
   
    PLC技术一般不会产生故障,故障发生率非常低,并且实现了实时的自我诊断功能。当PLC系统发生故障时,可以通过发光二极管或编程器及时显示故障,帮助技术人员及时找出故障发生的原因,及时排除故障。
   
    二、工业机器人控制系统
   
    机器人是采用仿真的方式将人们在工业生产中的手工操作进行模仿,工业机器人控制系统是一类智能化的设备,如果没有中枢的操作和指挥机器人的手臂就不能灵活地执行各项任务,因此工业机器人在操作环节中需要一个完善的控制器来指挥与操作,PLC技术应用在工业机器人控制系统中,通过软件和硬件的操作形成完善的控制系统。一个完善的机器人控制系统要有执行机构,通过伺服电机或者步进电机完成,驱动机构应该具有驱动器控制机构,应该采用运动控制器实现路径和算法运算控制。在控制方式的选择中,应该采用固定执行动作的方式结合固定的参数进行运动控制。机器人在运行环节中应该采用视觉系统和传感系统,因此PLC技术在应用中应该结合输入设备和传感器。
   
    采用PLC技术进行机器人运行的控制,有效的控制机械手臂采用末端执行器的方式控制机器人手臂的运动方向和运动位置,有效地控制运动速度,机器人通过记忆的方式完成给定的任务,在外界环境的感染下提升监测能力和感觉功能,有效地判断作业条件的变化,自行作出调整。
   
    PLC技术是目前最常见的机器人控制技术,在传统的顺序控制器的基础上,结合微电子技术和计算机技术,从而形成智能化和自动化的控制。通过建立柔性的程序系统代替传统固定的控制系统,有效地解除继电器和执行逻辑存在的不足,PLC技术的通用性非常强,应用便捷,可以在各类工业生产中应用,提升了这些设备运行的可靠性和抗干扰能力。PLC技术在工业机器人控制系统中应用,可以自动化地完成各项监测工作,与传统的工业机器人相比,实现了全自动化和智能化。机器人系统工作示意图如图1所示。
   
    三、PLC技术在工业机器人系统的应用
   
    PLC技术在世界各个范围内的工业领域中得到广泛应用,尤其是在工业机器人控制中应用广泛,我国在这个领域也进行了很多研究。近年来,随着科学技术的高速发展,我国也制定了新的战略方针,促进工业机器人控制系统的研发。PLC技术在工业机器人控制系统中应用,采用PLC编程控制器,通过分行设计的方式有效地控制机器人工作的每一个环节,形成独立的反馈路线,在机器人工作环节中可以及时处理一些紧急的问题。随着PLC技术的高速发展,其控制效果在逐步提升,融入了微处理技术和网络技术,使工业机器人控制系统得到了更加广泛的应用。在超大规模和高性能的PLC编程环节中,工业机器人的控制更加高效。PLC技术使工业机器人的运行更加自由多变,PLC系统的体积非常小,不会占用过多的空间,其前景非常广阔。
   
    四、PLC技术在工业机器人控制系统中应用的实现

   
    (一)基于PLC技术的工业机器人系统的有效控制。
   
    PLC技术在工业机器人控制中主要是通过编码控制器、微处理器对整个系统的运行情况进行监控,结合工业生产的要求,建立软件系统和运动驱动系统等,辅助工业机器人的控制与操作室工作人员通过输入程序编码的方式,有效地命令机器人的运行,确保工业生产顺利进行,针对各类特殊情况可以及时采取有针对性的措施。PLC技术在工业机器人控制系统中应用,采用机电一体化的加工技术,确保在各个工业生产领域都可以得到应用。
   
    (二)基于PLC技术控制的工业机器人系统的控制特征。
   
    在PLC技术应用环节中,工业机器人系统的控制实现了灵活性和广泛性,工业机器人可以表现出良好的工作特性,通过编码控制器的方式实现很强的控制功能,通过程序输入的方式将相关指令直接传达给工业机器人,工业机器人可以按照规定完成相关的操作。在这个环节中,PLC与网络技术融合,工作人员可以通过网络进行远程的命令,下达操作命令。PLC技术在应用中十分稳定,可以及时对编码进行加密处理,确保工业机器人的操作具有非常强的抗干扰能力。
   
    五、PLC技术应用于工业机器人控制系统中的具体设计
   
    (一)系统硬件设计。
   
    工业机器人在运行环节中要实现自动化的运行,就要采用PLC技术进行硬件设计,从而确保成品具有较高的性价比,满足工业生产的要求。工业机器人系统承载着各类工业生产流程,需要结合工业生产的具体情况,设计适当的软件系统,才能使软件和硬件融合,操作专业化的机器人操作,提升工业生产的自动化能力。结合生产所需的流程,进行合理的系统流程再造,对PLC技术的信息交换功能进行充分的挖掘,确保工业机器人在生产的各个阶段都能获取信息,实现高效的信息交互网络,帮助机器人在生产环节中实现实时的互动。
   
    (二)机器人硬件配置。
   
    工业机器人在运行环节中要通过设置软件系统的方式提升机器人运行的自动化效果,通过硬件设备合理的选择,使硬件为软件的操作提供支持。PLC技术借助编码控制器发挥效果,要提升PLC技术的效果,就应该在工业机器人控制系统设计环节中设计智能模块和网络信息处理模块。因此在硬件选择环节中,应该结合PLC技术的相应模块设计相关的硬件操作系统,从而确保硬件与设备连接起来,提升软件系统运行的稳定性,实现智能终端的自动调节。
   
    (三)程序设计。
   
    在PLC技术应用环节中,应该通过编程的方式构建梯形图,完成指令程序,顺序程序和流程顺序的制定,通过拾取和搬运系统的设计,采用流程图对机器人工作的轨迹进行设计,在工业机器人安装环节中应该结合搬运工具和运行工具。在PLC技术应用环节中,应该向机器人自动地发出指令,通过设计的程序完成自动夹取和移动功能,在任务获取后,机器人可以自动地回到初始位置等待工作。在程序编写环节中,PLC技术的应用应该通过梯形图进行程序编写,通过设计表格的方式,实现各类算法的交互使用。技术人员在程序编写环节中应该结合工业机器人控制系统的各类模块和功能,选择不同的编程方法。在搬运系统编程环节中就应该采用梯形图编程方法,可以为机器人的运行构建良好的环境,系统控制环节中要设置手动和自动两种方式,从而提升控制系统运行的灵活性。在手动模式设计环节中,搬运系统应该是设计调整机器人运行的方法和位置,自动模式设计环节中,确保机器人处于待机的状态下,结合PLC技术自动选择转运程序。
   
    结语
   
    近年来,工业机器人在工业生产领域得到了广泛的应用,为了提升工业机器人的运行效果,可将PLC技术应用在工业机器人的控制环节中。通过建立工业机器人控制系统,提升工业机器人运行的自动化和智能化性能。
   
    参考文献   
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    [4]朱玉坤.PLC技术在工业机器人中的应用[J].山东工业技术,2019,5:174
作者单位:武汉交通职业学院电子与信息工程学院
原文出处:李满.PLC技术在工业机器人控制系统中的应用研究[J].产业与科技论坛,2020,19(18):38-39.
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