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。