王亚锋

【摘 要】可编程控制器（西门子PLC）能够很好的控制工业机器人在实际操作的运行动作，这是得益于西门子PLC在机器人信息接收端口能够形成很好的数据交流与信息通讯，从而执行控制命令｡这种信息端口很够很好的容纳可编程控制器传输的信号，是符合工业发展需求的，两者的结合在在现代工业中起到很大的作用｡

【关键词】工业机器人；可编程控制器；通讯

引言

可编程控制器（西门子 PLC）与我们所常见的计算机相同，分为两部分组成，一是硬件，二是软件，是一种以微处理器为核心的用作数字控制的特殊计算机。通过他的内部结构运行可以实现与工业机器人进行通讯对接，控制机器人操作程序指令，在工业上得到很好利用。其在处理程序上方便快捷，能够模拟大量程序数据，有较强的控制功能和大量数据分析处理能力。机器人在工业上运用的最为广泛，那么，在工业机器人运用可编程控制器能够帮助更好的实施工业操作，提高工业效率，增加工业生产率。

1､工业机器人与可编程控制器（西门子PLC）实现通讯的原理

可编程控制器在本质上也是计算机控制系统的一种，在相对一般的计算机来说，它在工业上的连接口作用上更强，能够有效的控制和指令机器人实施操作和完成工作任务，对它发出的信号指令能够快速有效的接受，实现两者之间的有效对接，通过数据的传播和信号发出，在机器人身上实现智能化通讯，完成信息的交换，交流｡西门子PLC中的编程语言能更好的被识别，认读，符合工业中对机器人的控制｡profibus是工业机器人和可编程控制器之间的通信协议是一种优化的通信模块，旨意在解决设备一级的高速数据通信｡在这一级，中央控制器（如PLC/PC）通过高速串行线同分散的现场设备（I/O驱动器､阀门等）进行通信，传输速率可达12Mbit/s｡一般情况下，profibus在工业机器人和可编程控制器之间通过从站循环的方式进行数据传输｡profibus定义了第一､二层和用户接口｡第三到七层未加描述｡可编程控制器规定了可编程控制器系统以及不同设备可调用的应用功能，并详细说明了各种不同设备的设备行为｡profibus：RS-485双绞线或光缆通信速率为9.6kbps-12Mbps；最大距离12Mbps时为100m，1.5Mbps时为200m，可用中继器加大距离，最多站数126个｡能够最大速度进行在工业机器人和可编程控制器之间的通信协议实时通过｡这样使得整个程序高效，快速的进行机器运作开始工作｡机器人接受连接口相对于可编程控制器发送的信息更具有亲和力，不属于抗拒抵抗程序，有更好的融合度｡在机器人接受信息的端口对PLC发来的指令信息更快的进行扫描，过滤，然后实现信息交换，吸收，对自身内部完成各个部位的系统运行，实现一系列的动作，在整体上完成工业操作｡

2､格法生产线自动系统

2.1､工业机器人控制语言的设计

机器人的运动控制需要使用专用的机器人控制语言，一般不使用普通计算机程序设计语言，这是因为：机器人运动控制涉及大量算法（运动学，动力学，控制等），在机器人控制语言中可W开发专口的指令进行处理，使用户摆脱繁琐算法的约束，能在更高层次上进行编程。机器人操作的对象是在H维空间中，有许多不同的物理特性，而普通计算机语言没有提供对H维物体的描述方法。机器人一般是在复杂生产环境中工作的，因此必须使用各种传感器进行监控，凡在机器人控制语言中也可用专口的指令来处理。机器人系统的编程能力极大地决定了机器人使用的灵活性和智能程度。一套机器人编程语言的设计是否合理，直接关系到机器人编程能力的强弱。因而，机器人控制语言系统的设计是相当重要的。这里为工业机器人设计的编程语言属于动作级语言，根据机器人运动控制和示教编程的需求：设计了四类机器人指令和屯类机器人数据类型。其中屯类数据类型作为四类机器人指令的参数，并且指令参数的定义和声明是在独立的数据文件中，而机器人指令所在的機器人程序文件也是单独的文件，一一对应数据文件和程序文件共同组成完整的示教程序。

2.2､KawasakiCX210L机器人与系统通讯过程

现场总线系统打破了传统控制系统的结构形式｡传统的控制系统采用一对一的设备连线，按分控制或回路进行连接；位于现场的控制和检测设备与位于控制室的主控制器之间采用一对一的物理连接｡现场总线系统由于采用了智能的具有现场通信接口的数字现场设备，能够把原先如plc系统中处于控制室的控制模块､输入输出模块等放置在现场，加上现场设备具有通信能力，现场的控制､测量设备可以与电动机､阀门等执行机构直接传送信号，因而控制系统功能能够不依赖控制室的计算机或控制仪表，直接在现场完成，实现了彻底的分散控制｡PROFInet将工厂自动化和企业信息管理层IT有机地融为了一体，同时又完全保留了profibus现有的开放性｡该总线支持开放的､面向对象的通信，这种通信建立在通用的EthernetTCP/IP基础上，优化的通信机制还可以满足实时通信的要求｡

3､工业机器人与可编程控制器（西门子PLC）实现通讯的实际应用

可编程控制器就其结构和功能程序上来讲，实用于生活中的各个方面，例如：家用电器方面，工业控制机器人操作方面等等，它总体来说还是属于计算机系统内部的控制器，执行着各方面的指令和控制程序｡在工业控制上，被运用在工业机器人上，更是符合了现实的要求，而且，在控制器上能够很好的与工业机器人实现信息通讯交流，这无疑不是对工业的极大改善｡在流水线上，工业机器人实际操作的就是重复循环往复的动作，这也是契合可编程控制器的运作原理的，PLC对数据进行数字重组和模拟，再将改变的数据传输给机器人，机器人能够识别并进行反应和执行动作，对传送信息存储在内部程序中，以可编程控制器控制其反复做出执行动作｡从另一个角度来看，因为执行的工业操作就是一个一个钉子一个眼的动作，不需要很复杂的动作，既然就不需要复杂的程序来控制指令，对于工业机器人的这种特殊要求，可编程控制器是最好的选择，它可以实现编程在机器端口很好的信息通讯对接，不排斥，不抵抗，能很好的接纳西门子PLC控制发出的信息，完成自身系统内部的反复运作，极大的提升了工业效率｡

结束语

近40年来，机器人制造业与机器人学的研究一直是国际､国内极为重视的高科技领域之一，得到了极其迅速的发展｡当前，机器人的应用范围已扩大到人类生产和生活的各个方面，极大地影响和促进了工业､国防和科技事业的发展｡在早期的机器人研究中，与机器人的机械结构相比，其控制用计算机的价格高且运算能力有限，故只能采用极简单的控制方案，难满足高速､高精度机器人性能要求｡

参考文献：

[1] 耿立明，王迪，杨威.机器视觉在工业机器人智能分拣识别中的研究[J].电子制作，2018（20）：32-33.

[2] 王耀东，徐建明，徐胜华.基于CoDeSys平台的六自由度工业机器人运动控制器设计[J].计算机测量与控制，2018，26（09）：103-107+125.

[3] 柏甫荣.直角坐标码垛机器人控制系统的设计[J].机械制造与自动化，2018，47（03）：181-183.

[4] 白蕾，张小洁，侯伟.基于工业机器人的智能生产线设计与开发[J].工业仪表与自动化装置，2018（03）：69-72.

[5] 刘新科.delta并联机器人控制系统研究[D].北京建筑大学，2018.

（作者单位：精诚工科汽车系统有限公司底盘研究院）