基于PLC控制的工业机器人系统研究

基于PLC控制的工业机器人系统研究人工智能技术的发展使工业机器人在人们各行各业领域的工作效率得到了飞跃式的进步，可以预见在未来传统劳动力的绝大多数将被工业机器人取而代之。对此，在本文中笔者将阐述工业机器人的简单概念以及PLC控制系统的特点，最后将两者加以结合。对于基于PLC控制系统而控制的工业机器人进行重点阐述与剖析，望能为我国在未来越来越多人工智能领域的发展提供微薄之力。标签：人工智能;工业机器人;PLC控制系统;阐述引言：近些年来，中国市场蓬勃发展，许多企业在经济发展以及人口发展的大背景下用工成本也在逐步增加。这种情况下，人工智能机器人的发展为许多企业带来了新的曙光，有专家曾提及到“机器换人已是大势所趋”，这种观点使许多行业的人士得到了一致的认同。人工智能领域下的工业机器人在未来企业的用工成本将显著下降。同时，原本人为劳动力的工作效率在工业机器人的替换下，其工作效率必然大幅度增加，将为应用人工智能的企业经济发展提供更加迅猛的突变。而工业机器人的运作离不开控制系统的控制，在控制系统中，PLC控制系统为工业机器人的运作提供非常强大的运行控制支持。一、工业机器人（一）概述工业机器人其实就是在工业领域中具有高度运作自由能力的机器装置，这种机器装置与传统机械最大的不同在于可以利用特定的编写程序或者受到人们现场操控进行工作，并且通常情况下比人的劳动能力以及劳动效率有着几倍甚至几十倍的成长。如此强大的工作效率必定引发一系列连锁反应，比如有些人用它谋求非法事件的利益，所以，无规矩不成方圆，对工业机器人的管理同样有许多运作原则[1]，使工业机器人在不断发展中没有出现过于泛滥的现象。（二）工业机器人的组成在工业机器人中，通常由控制系统、驱动系统以及机器人主体组成，而控制系统作为工业机器人组成系统中最重要的组成部分。现阶段的工业机器人在控制机能结构中分为连续轨迹型与点位型。所谓连续轨迹型指的是机器人按照指定的轨迹运行。这种工业机器人适合在焊接工作以及涂装工作当中展现出巨大的应用价值;而点位型指的是可以从一个点控制到另一个点，在特点的点位中进行运作。这种工业机器人在工业的许多领域中有着非常广泛的应用，比如点焊、搬运等工作。（三）工业机器人的国内外动态从近些年的资料来看，我国对工业机器人的消费已经到了全球第一的地位，但是工业机器人的使用人群密度仍然比较低，并且远低于日本、韩国等工业机器人大国。与此同时，工业机器人在全球的份额中由国外的KUKA四大家族长期垄断，并且国内并没有很成熟的核心技术[2]，使在工业机器人领域中不断受限于他国。二、PLC控制系统（一）概述PLC控制系统就相当于一种控制器，这种控制器可以在人们的干预下改变其编程逻辑，并且在运动中利用数字运算进行运行，这种控制器运行使工业生产的发展得到了突发性的提高。从绝大多数PLC控制系统来看，其系统主要由中央处理器（CPU）、存储装置、电源装置以及功能模块所组成，PLC控制系统在运作中可以接受不同的控制命令，并且以不同的控制形式完成工作。整个PLC控制系统在运行过程前[3]先从映像区利用扫描装置进行扫描，并且将扫描所得的数据提取出来，继而在程序运行中输入所扫描的数据，并且在输入过程中并不会打断控制系统的运行，相当于一种多线程工作。然后将输出装置中的控制信号进行利用，从而不断向各种输出点中传送其控制信号，将整个工业设备利用PLC控制系统完成控制过程。（二）特点1.便利性PLC控制系统的操作相当方便，这种控制系统只需要一种微机便可以将PLC控制系统所带的显影系统进行控制。并且PLC控制系统可以从计数控制以及逻辑控制或者算数控制完成整个操作控制，实现数字化控制的目的;2.实用性PLC控制系统在生产过程中生产厂家会使其具有着高度的实用性，采取一系列措施将PLC控制系统的实用性提升到最大，并且使PLC控制系统满足于各种应用环境，具有非常良好的实用性;3.稳定性这种系统的控制中心在储存装置中，并且从储存装置的系统做出对应的改变而进行控制，其中所改变的只有参数，所以该技术具有高度的稳定性。从现阶段的结果中来看，PLC系统由于自身的高度稳定性而不断应用在各方面领域中的工业机器人。三、基于PLC控制系统的工業机器人控制系统应用（一）硬件设计工业机器人的最大应用价值便在于本身所具有的工作能力，比如搬运工作的能力。由于工业机器人具有快速性、准确性、重复稳定性以及高负载的能力，因此，PLC控制系统可以利用自身的电驱驱动完成控制德国KUKA六轴工业机器人KRC4的控制过程，这种机器人无论是在精准度还是快速性，都具有着较高的性能。并且在应用过程中，由于可以利用电磁阀改变辅助气路设备动作，光电开关作为辅助定位到达双重验证功能，同时S7-1500PLC可通过现场总线连接西门子V90系列伺服系统，可实现对工业机器人的长距离轨迹的运输，弥补工业机器人的工作范围局限性的不足，并且可以将各种工业机器人的装置进行充分的控制，并且在各种装置运行中使其有着高度的协调性，让工业机器人有着较为简单的控制过程;并且该机器人在驱动系统当中分为手动自动两种方式，一种是操作员手动操作，一种是通过PLC系统以及工业机器人投用前的一系列编程工作，实现高智能化运动，无需人员参与。（二）软件设计工业机器人在设计过程中严格根据人工智能化硬性原则进行设计，并且由于具有高度的工作效率，所以在设计前期对PLC控制系统的应用，必须有较为合理的控制指令。因此，为了能够帮助到工业机器人在遵循人工智能化原则的前提下进行控制，工业机器人在一般用电结束到充电的阶段便要进行自动初始化，然后利用ISL指令进行控制。并且对工业机器人在开关的设计工作中将工业机器人的主体部分进行合理的调整，使其更好地满足人们的需求、然后为了能够保证工业机器人在应用中的合理性以及安全性，对其设计相应的保护程序也是非常有必要的[4]，与此同时，工业机器人利用的西门子WINCC上位控制系统当中，先是利用TIAportal软件将系统进行连接，将S7-1500PLC、V90伺服系统、德国KUKA六轴工业机器人KRC4进行组态，再利用TIAportal软件对系统进行编程，使得整个软件设计能够更好地实现控制功能。（三）科学应用PLC控制系统的应用大大提高了工业机器人的智能型，并且仅通过简单的控制措施就能对其完成复杂的控制，使应用者具有着非常方便的使用功能。在本文的最后将列举控制系统中的主体组件参数制定如表1的表格，望能够更好地帮助PLC控制系统设定对应的工业机器人。四、结束语由于篇幅有限，本文对具体的参数说明就不多赘述。总之，PLC控制系统的应用对工业机器人的发展提供了非常强大的控制作用，使工业机器人在智能化应用中所具有的便利性、实用性、稳定性有着更大地提升。不仅使人工智能领域的发展有着较大的突破，同时使我国工业领域在人工智能的帮助下发展将更加迅猛、先进。参考文献：[1]林森.基于PLC控制的工业机器人系统研究[J].湖北农机化，2019（9）