基于PLC控制的工业机器人组装系统设计

刘帅 刘琴

摘要：PLC控制下的工业机器人组装系统具有综合性特点，为确保系统运行的合理性，必须深度分析出PLC控制系统与工业机器人系统结构，令每一项指令操控可正确驱动部件进行操作。基于此，文章以PLC控制系统为切入点，分析工业机器人组装系统结构及设计需求，对工业机器人组装系统设计进行研究。

关键词：PLC;工业机器人;系统设计

中图分类号：TP242.2                                    文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）16-0088-02

0  引言

科学技术作为工业产业发展的主要内驱力，特别是对于国内外激烈的市场竞争体系中，企业要想提高自身的运营收益，必须加大对先进技术、工艺的引入力度，打造智能化、自动化的运作格局，提高实际生产效率。工业机器人的研发与推广，是由集成控制系统、信息技术、传感技术、终端操控部件等组成的，通过系统对相关组件的智能化调控，确保工业机器人在实际操作过程中，可精准执行信息指令，保证整个系统的自动化运行，降低企业的人资投入。本文则是针对PLC控制下的工业机器人组装系统设计进行探讨，仅供参考。

1  PLC控制系统概述

PLC控制系统是一种具有可编程属性的逻辑控制器，在内部存储器的支撑下，可保证系统在运行过程中，各项指令在操作时，按照相对应的顺序予以执行，避免产生信息指令错误对接的现象，这对于自动化操控设备而言，则可通过系统终端指令的操控，令各项信息指令的生成与下达维系在每一个指标上，保证各类信息传输路径与功能的对接性。从工作模式而言，PLC在微处理器的支撑下，可应用到自动化控制体系内，利用数字化调控功能，确保指令下达与执行的一致性。从组成结构而言，PLC控制系统是以中央处理系统为核心，结合信号接收接口、电源、转换机构等，令内部相关指令的下达，可以通过逻辑排列，进行时序、模拟、逻辑等多个形式的操控，且每一项数据指令的下达，不会产生终端机构执行过程中碰撞问题，提高系统运行精度。从应用模式而言，PLC控制系统所具备的集成功能，令其在实际应用过程中，具备运行可靠性，及时针对系统运行中产生的误差问题进行诊断，同时，PLC控制系统的简易编程、组态灵活、安装简便、运行稳定的优势，使得系统在智能化、自动化控制体系中的应用度逐渐加大，进而满足多线程、多任务的运行需求，在一定程度上，推动我国工业产业的发展。

2  工业机器人组装系统结构及设计需求

2.1 系统结构

工业机器人的研发主要是通过对信息指令的对接，实现在不同操控工况下，系统可按照相关指令进行时间节点下的多線程操作处理，进而替代人工完成相对应的操作，降低企业对人力资源的投入，进而降低企业的经营成本，实现基于技术升级的企业经营利润的提升，增强企业应对市场风险的能力，为其实现长久发展奠定牢固的基础。工业机器人同时也可通过对数据指令的对接传输，提高实际上的对特定问题的处理精度，真正完整批量化、精细化生产运作模式。就现实的经营情况而言，企业按照大批量的工业生产模式来进行对产品的生产虽然能够满足一般的社会民众对工业品的质量要求，但是随着时代的进步，此种方式越来越不能够满足人们对产品多样化与个性化的需求。大批量生产模式与精细化的生产模式相结合才是未来的企业发展的可行方向。工业机器人利用对数据的准确对接与处理，可以帮助企业实现规模化与精细化并存的生产，提高企业为人民群众提供多样化服务的能力，促进企业竞争水平的提升。按照工业机器人组装系统的工作原理来看，其在运行过程中，要想实现对指令任务的多元化处理需求，则需要通过机器人内部多个机构之间的协调运作，畅通机器人内部的信息传输路径，尽量减少信息传输过程中发生的损耗，确保每一项指令信息的准确、及时的下达，可正确驱动相关操控部件进行操作。系统结构包含执行机构、控制机构、驱动机构、传感机构、决策机构等，且信息指令的生成与下达，各个机构之间将通过信息指令实现在固有操控范围内的关联。只有这样，才可确保工业机器人运行过程中，终端操控部件在科学性的决策指令下，及时将具体的指令信息传输到机器人内部的各个终端部分，协调相关的终端部件进行系统化的运动，完成各类驱动任务，且可由传感机构对机器人设备当前操作行为产生的信息进行核对，并将核对的结果同步反馈到主系统中，明晰出当前机器人所呈现出工况信息是否到达预期设定，保证系统的运行效率及质量。

2.2 设计需求

工业机器人组装系统运行质量的高低是由内部结构组成、技术应用来决定的，在前期规划设计时，必须依据工业机器人组装系统的运行模式，合理界定出不同操控机构运行过程中呈现出的属性，并将其作为系统规划设计的数据。与此同时，机器人在实际操作过程中，大多是由智能控制系统进行自动化操控的，即为人们只需要下达相应的指令，便可依据数据指令进行实时化操控，满足工业机器人的多功能运行需求。与此同时，工业机器人在研发及制造过程中，对专业技术的要求度较高，需要相关单位投入大量的科研资源与人才资源，并且需要其花费较长的研发时间，综合消耗大量的成本。这就需要在实际设计中，综合考虑到系统功能实现过程中的硬性指标，且应与系统功能所产生的协调点设定对接程序，确保在荷载运行工况下，可正确执行数据指令，满足设备的运行需求。

首先，在工作环境中。工业机器人运行模式，是通过主系统下达的指令，对工业机器人的终端机构进行操控，在固定空间中完成多任务操作需求。而工业机器人在实际运行过程中，内部操控机构属于多联动系统，即为需要不同操控终端之间的配合才可完整指令操控任务。对此，工业机器人内部环境必须预留好一定的空间，在不同操控部件的合理配比下，降低工业机器人操控系统的空间占有率，达到成本节约的效用。

其次，在工作负载方面。工业机器人的建设，可以看成是以技术为驱动，替代人工操作，完成批量化生产，提高企业的运行质量。工作负载则是指工业机器人组装结构在运行过程中，受到外界工作压力影响所产生的荷载能力。为此，在实际操作过程中，结构设计必须严格界定出工业机器人的运行工况，结合系统运作效能，制定出工作极限值，提高组装系统的运行质量。

最后，在工作精度方面。组装系统能够执行数据指令，决定着系统操作过程中的精准性。机器人在完成某一项指令时，需要针对终端机构进行空间定位，待定位信息传达到系统中，才可按照整体操控参数，设定下一步的指令，确保终端操控系统运行的精准性。工作精度设计则是针对具有联动属性的操控终端设定相对应的空间定位，最大限度的消除空间位置误差，保证指令下达与终端机构执行的对接性。

3  PLC控制下的工业机器人组装系统设计

3.1 工业机器人组装系统的控制流程

PLC控制支撑下的工业机器人组装系统设计，可以看成是以逻辑控制器为驱动的指令操控模式，确保数据指令下达过程中，真正由主操控系统实现对相关数据信息的核定，提高实际操控精度。在科学技术的不断更新下，工业机器人组装系统也需要进行及时调整，满足工业生产及设备操控需求。为此，PLC控制系统在运行过程中，必须深度解析出以微控系统为核心的处理功能，在具体实现过程中，是否能够达到相对应的操控需求，进一步查证出数据操作控制是否符合预设设定需求，然后结合模拟软件，查证出当前操控视域下，各项指令参数所能达到的预设指标，进而形成一体化的操控体系，令终端操控机构与系统下达的指令形成精准对接，达到实时处理的诉求。从实际运行效果来讲，组装系统实现某一类操控功能，是需要软件系统与硬件设施，在指令操控下，完成协同化运作，令每一项指令的实现可以正确驱动相关部件，提高工业机器人运行质量。

3.2 工业机器人组装系统设计

工业机器人组装系统在设计时，必须综合考虑到工业机器人的操作属性，结合系统运作原理，深度分析出不同操控视域下，每一项操控指令实现的对接性。PLC控制系统的应用，则是将系统功能与指令诉求进行对接，通过软件与硬件的关联，确保控制功能的实现，可正确驱动工业机器人设备进行操作。PLC控制系统所具备的集成性、成本性、可靠性的优势，将大大提高工业机器人组装系统的运行效率，且PLC系统可提供拓展功能，针对技术更新，对系统本体进行自主更新，满足系统多功能、高效率更新的需求。

3.2.1 硬件设计

硬件设计是针对工业机器人组装系统的运行空间、运行负载等，确定出终端操控部件在实际运作过程中应当遵循的参数值，然后协调各类参数，确保终端操控机构执行指令的精确性。为此，工业机器人组装系统的驱动类型可以设定为气缸驱动模式，通过构件电磁阀装置，使得指令正确对部件进行驱动处理，只有这样，才可进一步实现对不同动作的指令下达，完成工序化操作。从组成模式来讲，工业机器人在实现某一类操作时，其所产生的运动诉求，一般是以固定程序为指令进行智能化、自动化操作的，例如在自动化工作台中，机械臂需要执行夹紧、移动等操作，完成在空间定位下的精准擦操作，然后通过对工作周期的设定，确保硬件结构在时间分配点、空间分配点下，可以真正将操作模式立足于系统科学性操作之上，以提高运行质量。此外，为确保系统运行的精准性，需要针对机器人运作模式，设定相对应的传感装置，通过信号监测，实时将终端操控机构的运行信息反馈到主系统中，为自动化操控体系提供数据决策，进而对终端操控部件实现更为精准的定位。

3.2.2 软件设计

针对软件部分进行设计，需考虑到PLC控制系统在整个机器人组装系统内的组态模式，然后结合机器人在固有程序指令下的操控需求，制定出具有全过程跟踪属性的软件结构，确保相关信息的实现，可以按照逻辑顺序对组件进行正确驱动。为此，在初始编程时，必须调整好指令状态，保证程序编写的简化性，然后结合系统运行属性，令每一项操控功能的实现，可在数据传输范畴内，实现数据信息的高效率转换与对接，提高系统操控效率。此外，软件设计过程中，必须注意软件程序驱动下的各个终端机构是否符合实际运行需求，并设定联锁保护程序，避免程序碰撞产生安全隐患。

4  结语

综上所述，PLC控制系统下的工业机器人操控功能在具体实现时，是通过每一项指令的下达，令主系统与终端执行机构形成精准对接。为此，针对系统进行设计时，必须综合考虑到系统运行模式，利用PLC控制系统的优势，实现对整个操控系统的科学性驱动。

参考文献：

[1]杨文.工业机器人结构设计与性能提升过程中的关键问题分析[J].内燃机与配件，2021（10）：78-79.

[2]李辉，戴琨，邓三鹏.工業机器人应用与维护专业领域团队共同体协同合作机制探索[J].职业技术，2021，20（06）：1-6.

[3]何雨辰，王云，刘涛，项剑，娄睿冲，王玉琦.基于公共特有子空间提取的工业机器人多模式运行过程故障检测方法研究[J/OL].控制与决策：1-10[2021-05-25].

[4]陈爽，张桥.基于PSO算法的工业机器人绝对距离自标定方法[J].制造业自动化，2021，43（04）：30-34.

[5]曾令城，李明富，杨真真，罗威.基于先验速度修正的工业机器人曲面跟踪柔顺控制[J/OL].机械工程学报：1-11[2021-05-25].