機器人自動化專業論文

　　摘要：本設計是根據機器人系統與PLC控制系統的之間的邏輯控制為準則，對兩者之間訊號的編碼組合，然後提出汽車焊接系統整合行業自動程式標準化的方案，能夠使使用者程式做到可移植性，易讀性，準確追蹤故障點。

　　關鍵詞：PLC；機器人；標準化

　　1 引言

　　隨著工業技術發展，工業機器人自動化生產線已成為當前智慧化裝備的主流及發展方向。機器人多用在自動工位上，由外圍裝置控制使用者程式啟動和執行，實現自動控制，提高了工廠的生產效率，降低損耗、實現效益擴大化。本文主要介紹著FANUC系統機器人由三菱PLC實現自動標準化控制方案。

　　2 控制系統

　　2.1 系統結構設計

　　本系統的結構由機器人系統和PLC控制系統組成，採用CC-Link分散型I/O控制方案，系統結構如圖1所示。PLC完成機器人的使用者程式控制和現場匯流排訊號採集，HMI完成顯示訊號狀態、報警、控制管理等功能[1] 。

　　2.2 系統工作原理

　　本系統是基於CC-Link現場匯流排的工業過程控制區域網，PLC對機器人的控制屬於自動控制，透過PLC實現不同條件時對機器人不同使用者程式的呼叫與控制，實現同一臺機器人完成不同工作的柔性化控制。同時機器人程式執行過程中，PLC對機器人的特定段進行分段控制，對進入特定運動區域進行訊號互鎖與禁止保護，同時PLC處理採集機器人和外圍裝置訊號反映到人機互動介面，供現場操作人員判斷機器人的執行狀態和故障處理[2] 。

　　3 標準化程式設計

　　3.1 標準化程式概念

　　在自動化系統整合行業中，標準化程式就是規範使用者程式結構和邏輯，能夠使使用者程式結構清晰、簡明易懂、縮短維護週期、可移植性提高，減少故障等。

　　3.2 標準化訊號編碼

　　首先我們對PLC與機器人（Robot在表中簡稱R）之間訊號進行處理[3]，對工裝夾具的`車型及機器人的每個程式，每條路徑做一些編碼。如表格1所示。

　　3.3 標準化程式工作流程設計

　　在一個機器人和周圍工裝夾具的工作站的焊接過程中，分為兩步：一是任務開始驗證，在一個週期內每次程式執行，PLC都會對機器人的準備位做出判斷，如果不在準備位，就會呼叫回到準備位的程式，讓機器人回到準備位，這時準備位的驗證任務關閉。二是任務開始，機器人給PLC傳送一個請求繼續（Request to Continue）的訊號，然後PLC回饋機器人請求繼續完成（Continue OK）的訊號，這樣就可以呼叫焊接程式，焊接程式的呼叫要根據每個工裝夾具的車型號不同來呼叫。焊接完成之後，機器人回到原點，PLC會對當前工位的一些訊號關閉，再關閉所有的訊號，然後等待下一個開始工作的脈衝訊號到來。如圖2所示，機器人運動週期所有的訊號處理和程式呼叫規則流程。

　　3.4 驗證結果

　　本方案的設計已經在江蘇北人機器人系統股份有限公司的部分專案上得到驗證，在穩定性，可移植性，故障排除效率上得到現場維護工程師的首肯，在後期專案的方案設計上將逐步應用這套方案，並加以細節完善。

　　4 結束語

　　總的來說，首先要理順控制系統的結構及其原理，然後參照一些機器人系統的訊號處理規則，提出PLC對機器人控制的一些標準，對兩者之間的控制訊號進行編碼，設計出一個週期的工作流程圖，使使用者程式的邏輯順序更清晰。並可以使專案可移植性，減少企業成本和維護週期。

　　參考文獻：

　　[1]張正兵，李曉娜.機器人在焊接中的應用[J].電焊機，2008（06）：44-47.

　　[2]楊秀文.自動化生產線中CC-Link匯流排技術及工業機器人通訊[J].機器人技術，2014（04）.

　　[3]FANUC工業機器人程式設計手冊[K].