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工業(yè)機器人或許開創(chuàng)一個全新的PLC時代

日期:2019-01-02 人氣: 來源:etongyue.com 作者:ABB機器人維修

簡介:導讀: 自機器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什么是機器人。但隨著機器人技術的飛速發(fā)展和信息時代的到來,機器人所涵蓋的內容越來越豐富,機器人的定義也不斷充實和創(chuàng)新。 自機器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什么是機器人。但隨著機器……
  
  導讀: 自機器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什么是機器人。但隨著機器人技術的飛速發(fā)展和信息時代的到來,機器人所涵蓋的內容越來越豐富,機器人的定義也不斷充實和創(chuàng)新。
  自機器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什么是機器人。但隨著機器人技術的飛速發(fā)展和信息時代的到來,機器人所涵蓋的內容越來越豐富,機器人的定義也不斷充實和創(chuàng)新。機器人技術作為20世紀人類最偉大的發(fā)明之一,自20世紀60年代初問世以來,經歷40多年的發(fā)展已取得長足的進步。隨著近年來制造業(yè)的不斷發(fā)展,工業(yè)機器人已成為智能制造和工業(yè)自動化的關鍵技術和重要產品,也是數(shù)控機床走向自動化更高階段的重要一環(huán)。
  隨著電子控制技術的不斷發(fā)展,PLC正向高速度、容量大等物聯(lián)網及智能通信方向發(fā)展,通過物聯(lián)網,能實現(xiàn)PLC、變頻器、遠程I/O等與上位機算機進行連接,來構造出一種多級式分布系統(tǒng)。
  工業(yè)機器人的自動控制系統(tǒng)
  1、底層控制器
  底層控制器作為控制系統(tǒng)的核心,其選擇的合適與否對整個系統(tǒng)來說十分重要,其性能直接影響了控制系統(tǒng)的可靠性、數(shù)據處理速度、數(shù)據采集的實時性等。移動機器人運行環(huán)境較惡劣,干擾源眾多,對運動控制器的實時性和可靠性要求較高,所以選擇一種穩(wěn)定可靠地運動控制器至關重要,既要滿足系統(tǒng)要求,又要具有良好的可擴展性和兼容性。
  為實現(xiàn)機器人對外部設備的有效控制,底層控制器提供了相應的設備底層控制函數(shù),這些控制函數(shù)可以直接訪問機器人的硬件寄存器來控制機器人的運行,而這些控制函數(shù)可以使得設備驅動程序不再依賴于具體硬件,所以,通過調用控制函數(shù)接口就可以實現(xiàn)對機器人的有效控制。
  2、電氣系統(tǒng)
  在對輪式全向移動機器人控制系統(tǒng)硬件進行選型以后,根據移動機器人的硬件組成進行電氣系統(tǒng)設計。移動機器人的電氣系統(tǒng)主要包括三個部分:主電路、伺服驅動系統(tǒng)電路和PLC控制系統(tǒng)電路。
  移動機器人控制系統(tǒng)主電路通過PLC和繼電器實現(xiàn)控制。即由繼電器由線圈和輔助觸點兩部分組成。當線圈通電的時候,其對應的常開觸點閉合,常閉觸點斷開。
  3、I/O配置段
  I/O配置段包括I/O刷新周期(典型為4ms)和I/O數(shù)據映像區(qū)大小信息,通過軟PLC編程系統(tǒng)的工程配置模塊進行可視化配置,以適應不同機器人應用程序對I/O設備的不同需求。其主要是機器人將其他信號作為末端執(zhí)行器I/O使用,末端執(zhí)行器I/O鏈接到機器人手臂末端的連接器上,保證其功能。
  4、PLC程序
  在底層控制器中,使用編程軟件STEP 7 PROFESSIONAL V12的PTO運動控制指令,使用位置控制方式,控制4個轉向伺服電機,從而控制4個車輪的轉向角;另外,使用擴展模擬量輸出模塊輸出電壓值,控制4個輪毅電機,驅動機器人運動。排除硬件的因素外,程序的好壞直接決定著運動性能的高。因此程序的編寫是整個設計中最為重要的環(huán)節(jié)之一。
  PLC要滿足工業(yè)機器人的高性能要求還有待改善
  機器人控制器可以理解為完成機器人控制功能的結構實現(xiàn),因此機器人控制器是機器人最為核心的“心臟”,它從一定程度上影響著機器人的發(fā)展,高性能的工業(yè)機器人不單要實現(xiàn)PTP控制,而且還要實現(xiàn)CP控制。雖然說,采用基于PC的運動控制器和基于DSP運動控制器能夠實現(xiàn)機器人的運動控制,但是卻無法滿足高性能工業(yè)機器人的各項要求指標,而電路設計以及編程相當復雜,因此,PLC的控制接線完善和技術創(chuàng)新是一大難題。
  PLC控制接線簡單,只要通過運動控制指令就能實現(xiàn)對機器人的運動控制,因此,PLC想要在機器人多軸運動協(xié)調控制、網絡通訊方面取得優(yōu)勢,還是需要一定的時間。因為高性能工業(yè)機器人主要是各關節(jié)的驅動運動,不單單是實現(xiàn)PTP、CP的控制,還要達到在多軸協(xié)調控制、速度、加速度、運動精度等方面的要求。
  目前,在PLC中,日本立石公司的PLC和ABB公司的PLC在微小型控制方面功能強大;等西門子公司的PLC雖然具備運動控制的功能,但遠遠不及MITSUBISHI PLC,因為MITSUBISHI PLC結合物聯(lián)網及高科技術,使之具有完整的運動控制功能,通過高速度的背板,處理器與伺服接口模塊可以進行通訊,從而實現(xiàn)高度的集成操作及位置環(huán)和速度環(huán)的閉環(huán)控制。達到從簡單的點到點的運動到復雜的齒輪傳動,來滿足高性能工業(yè)機器人的要求。

文章來源,工業(yè)機器人維修官網:etongyue.com

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