基于PLC的自动机器人控制系统探讨

基于 PLC的自动机器人控制系统探讨

汪嘉男

上汽通用汽车有限公司武汉分公司   430000

摘要：控制系统属于现代机器人的主要核心部分之一，其在机器人中的作用和人类的大脑是一样的，机器人自动化水平的高低取决于控制系统的质量。本文以PCL技术为基础，对控制系统进行了研究，希望可以为PCL技术在自动机器人控制系统中的使用提供参考。

关键词：PCL；自动机器人；控制系统

引言：随着工业的不断发展，人们对机器人的控制技术也有着越来越高的要求，不仅需要机器人有较高的精度与稳定性，还需要其可以进行快速的响应。所以，现在机器人控制系统逐渐智能化、模块化与数字交流化，不仅提高了机器人的速度精度，还精简了其操作与结构，相对应的标准化水平也得到了提升。PCL控制系统使用简单、成本较低且拓展性较强，因此在控制器中得到了广泛的使用。

1. PCL控制与机器人控制系统相关的概述

1.1机器人的控制方式

机器人的控制方式主要包含了点位控制与轮廓控制。其中，点位控制的控制系统结构十分简单，直接定位末端执行器的点位即可，不需要思考运动的路径，但还是需要提高精度。而轮廓控制的定位则十分严谨，不仅需要机器人的路径与速度一致，还要完成多轴联动，在严禁的控制下进行提高定位的精度。

而机器人的内部原理主要包含了非伺服控制与伺服控制。其中，非伺服控制是利用一开始就编制好的运动轨迹进行控制，大多用于PCL等运动程序较为简单的系统里，并且控制方式也并不复杂。而伺服控制是现在自动机器人使用的最多的控制办法，其使用传感器进行外界信息到系统的传输与处理工作，这也会是未来机器人技术的重要发展方向。伺服控制系统在动力的基础上分成了液压型、电型与气动型，再在执行原件的基础上分成交流与直流，在控制方式的基础上分成了闭环、半闭环与开环系统。

1.2机器人控制系统的机构组成

控制器实际上是按照指令与要求进行执行器的控制，从而完成对应的操作，从本质上来讲，控制器就是机器人的核心机构。控制参数中包含了位移、力矩和速度等内容，并利用电信号完成控制。在执行工作时，把控制器传出来的电信号变成机械运动。测试过程中，使用变换回路和传感器来测试系统。比较过程中，完成系统信号与测试数据的对比，再进行信号偏差的计算。总的来说，机器人是使用自动控制器来完善与控制运动轨迹，并控制了PCL与DSP。工业计算器中的控制器主要依靠强大的计算能力，而处理器之所以可以高速的运转，是因为集成电路有着高效的控制能力。

1.3 PCL相关概述

PCL系统也是可编程逻辑控制器，在工业行业中的适应性较强，每一项功能都能进行延伸与设计，其有编程容易、结构简洁、体重轻、消耗少的优点，所以在工业中的应用也十分广泛。系统的核心是微型处理器，与智能控制领域最新型基础进行有效联合，从而提高抗干扰能力，并可以进行故障的自动检测与诊断，还能良好的判断外界环境的情况。PCL系统的基本结构包含了整体式与模块式，其主要的元件包含了储存器、中央处理器、输入输出单元、编程设备与通讯接口等。PCL系统的指令功能与通讯能力十分强，可以实现多轴联动插补，并可以帮助系统在精度状态较高的基础上完成闭环控制。PCL技术只需要简单的电路设计就可以进行控制。

2. 基于PCL的自动机器人控制系统设计

2.1系统总体设计

系统的结构较为简单，且能源消耗较低，可以在各个工业场景下展开适应性设计。功能需要符合机器人的自动控制要求，并且需要有手动功能和良好的指令功能。不管是在空载还是负载的情况下，机器人都可以保持平衡的状态。为了提高操作人员的使用感，系统可以使用组态软件，这样即使操作人员没有专业的知识，也可以对系统进行控制。除此之外，系统还可以利用视窗界面进行记录，从而更加方便操作人员的使用。系统还可以支持3D立体图库，并利用各种语言文字进行形式的表达，还包含有过程控制数据系统采集功能和拓展报警功能，和传统的系统进行对比之后，系统有着更为形象的图像功能，另外，还能使用动画编辑方式进行语言的丰富。编程时利用TouchWin编程工具完善其可靠性，并提高控制水平。在自动模式下，系统可以完成对机器人运动状态的监控，其中包含了机构的运行情况与具体位置。不管是自动模式还是手动模式，都可以全方位监控机器人，操作更加方便，在自动模式时2，系统可以利用报警功能完成故障的自动检测，保证机器人运动状态的正常。

2.2系统的安装和调试

在传送数据时，机器人很容易被外界因素所干扰，从而降低其自动化水平，所以，在安装完系统后，要进行程序的调试。安装好机器人本体之后，要完善接地设计，并进行强电连接的检查，保证电源输入与输出的准确，确保电机没有出现异常情况，并检查各个关节是否可以正常的运动。根据系统的设置展开示教过程，将各轴用手动模式运动到开始位置，对控制进行展开供电。另外，再按照示教模式进行机器人速度的设定，从而对机器人的稳定性进行测试。在进入程序点用轴操作键，让机器人进入作业准备，点击确认键后，机器人根据指定路径完成操作。在反复完成示教程序后进行误差的测试，从而完善对控制系统的调整。

结束语：

综上所述，控制系统属于机器人的重要部分，只有完善的控制系统，才能提高机器人的实用性与智能化。和DSP技术相比，PCL技术变成与调试更加简单，可以直接利用专用指令进行对机器人的控制。所以，未来在机器人的设计中，PCL有着较为广泛的使用前景，还需要更深入的进行研究。

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