摘要：近些年，我国工业领域使用PLC控制系统的机器人越来越广泛。随着该项技术的不断成熟，我国已经可以使用PLC控制系统对多个领域的工业机器人进行操控，运行较为复杂的加工程序。本文主要研究了工业机器人设计的整体方案，并探讨基于PLC控制的工业机器人系统设计的相关内容。
　　关键词：PLC控制；工业机器人；系统设计；方案
　　引言
　　我国工业领域中涉及到重体力劳动的工人数量不在少数，如何减轻工人劳动量，提升生产效率，是诸多企业现阶段急需解决的问题。在此背景下，基于PLC系统控制的工业机器人应运而生。
　　1工业机器人整体方案
　　1.1工业机器人整体结构
　　工业机器人的整体结构可分为执行系统、驱动系统、控制系统等几部分模块，这些系统主要负责工业机器人的正常运转与操作指令。其中执行系统是工业机器人的重要构成之一，该系统主要控制机器人在工业生产环节中的正常运行，将工业机器人的各个零部件串联起来并有效配合；驱动系统是工业机器人的动力控制中心，主要为执行系统提供动力，提供动力的主要方式为液压、气压和电动驱动等；控制系统是工业机器人的大脑，主要负责控制和指挥工作，向执行系统传递信息，因此也可称为中枢管理系统，其主要依靠计算机和相关编程软件实现功能，此外还需要电气控制回路和电器元件等作为辅助。
　　1.2设计基本要求
　　工业机器人能否达成设计目标与实现设计功能，都需要依据相关指标进行衡量。工业机器人的结构不同，其评价指标也是不同的。机器人可以通过多种编程语言进行控制，以此来完成复杂的制造任务。部分企业为了节约经济成本，进一步提升生产效率，所使用的机器人的结构布局、机器大小、关节数、传动系统驱动方式等部分都会因操作功能不同而异。因此，在工业机器人设计整体方案中，机器人必须满足基本工作空间、机械自由度、有效负载、动力等相关重要参数。
　　1.3伺服控制系统
　　伺服控制系统是工业机器人的重要组成部分，其主要分为两种操控方式：一是开环控制系统；二是闭环控制系统。开环伺服控制系统主要采用电机驱动方式，电机为整个结构提供动力；而闭环伺服控制系统使用直流或交流作为动力，两者的动力来源完全不同。此外，闭环伺服控制系统采用的是负反馈控制系统，系统中的检测元件将执行部件的位移、转角、速度等形变量变成电信号，之后将这种电信号传递到系统输入端，与标准信息进行比较，得出最终信号的大小，最后按照减小误差的方法控制驱动电路，并将误差减小到零，而开环伺服控制系统则没有此种功能。
　　2基于PLC控制的工业机器人系统设计
　　2.1硬件设置
　　在选择PLC系统时，应本着实现基本功能的目标，设计简练、性能优异的控制程序，并具有程序容量大（60K）、I/O点数多（4096点），运算处理速度快（0.034μs），存储器可扩展性强（1M），与外部设备通信功能较强（USB接口、RS232接口）等主要特性。
　　另外，机器人需具有240K字节程序存储器、128K字节标准RAM和496K字节标准ROM等设备模块，为系统高速运转提供必备条件。在PLC模块中，检测元件和执行元件应选择适合的输入和输出模块，做好系统分配，确定合适的冗余量。
　　信息选择模块是通过HMI实现交流的，其基于MC协议进行通信与数据传输，该协议能够读取系统中的数据和读写顺序，全面把控PLC的踪迹。此外，该种系统不需要编程功能，即可实现数据的自动交互，操作起来极为方便。
　　2.2软件程序设计
　　工业机器人的软件程序设计主要是对系统软件的控制程序进行编程与设计，设计人员在进行PLC编程之前，应当根据实际控制需求编制程序流程图，以下仅以搬运系统为例。
　　图1 搬运系统简介
　　图1中可以看到机器人通过5个示教程序来完成四个工艺过程的物料流转，依次为毛坯件上料到生产过程1，生产过程1下料到生产过程2，生产过程2下料到生产过程3，生产工程3下料到生产过程4，生产过程4下料为成品。根据启动条件，搬运机器人可以随机启动，这种自动化机器人在实际搬运工作中运行方便，能大大提高工作效率。
　　3结语
　　总而言之，基于PLC控制的工业机器人系统已经在工业制造的各个领域广泛应用，随着我国信息技术、机电一体化技术不断发展，PLC控制系统将会运用到更广泛的领域。因此，为了促进工业又好、又快发展，PLC控制系统应该在未来更加满足工业设计的基本要求和人性化需求，以此实现生产效率的提高。
　　参考文献：
　　[1]陈宇,段鑫.可编程控制器基础及编程技巧[M].广州:华南理工大学出版社,2012.