[发明专利]用于制造机器人的PLC控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，具体地，涉及一种用于制造机器人的PLC控制系统及控制方法。

背景技术

目前在制造业加工流水线上，越来越多的岗位开始使用机器人代替传统的手工操作。使用机器人代替人进行流水线的装配、加工以及其他一些简单的重复性的操作动作，能够大幅度提高生产的可靠性以及生产的效率。而且使用机器人进行流水线的装配，可以保证产品质量非常稳定，很好地消除由于人工操作所带来的各种装配差异，尤其是不同的操作人员所产生的个性化的装配差异，因此目前在制造业流水线加工生产过程中，引入机器人实现加工装配具有十分广泛的应用前景。

然而当前使用机器人进行加工装配自动化时，最核心的待解决问题主要包括加工机器人的机械设计，加工机器人的自动控制。其中对加工机器人的自动控制是一门综合计算机、人工智能、自动控制等多个领域的专业知识，才能够解决的问题。针对这一问题，最有效的途径是利用计算机和自动化控制相关技术开发和设计自动控制程序，使得机器人在加工制造过程中能够按照预先设定的程序规则，智能地识别当前流水线中的加工状态，并自动地调整加工动作以及规划后续的加工动作，最终完成对特定任务的加工要求。目前最有效的途径是采用基于PLC的自动控制技术实现加工机器人的自动控制。而且，使用PLC自动控制技术也是相对成熟的控制技术，有着十分丰厚的理论和实践研究基础，近年来国内外使用PLC控制技术实现加工控制的应用也很多，比如：王增娣,薛林通过液压机械手的结构和过程,并编写了FX1N-24MT的控制程序。采用浇灌装置，实现了设备的可靠性和灵活性。徐玉龙针对传统提升机的控制方式繁琐、可靠性低、调速性能差等问题，通过PLC与变频器相结合的控制方案，得到了整个电控系统安全可靠性及调速性能的效果。王京,龚秋兰通过对PLC的PID控制器分别在MPS自动控制系统中的应用,从而为自动化控制方式中的PID控制提供了新的方案和实践探索。但以上控制均存在控制精度不够高的问题，依次造成工业使用中影响产品的合格率。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种用于制造机器人的PLC控制系统及控制方法，以实现提供控制精度的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于制造机器人的PLC控制系统，包括x轴传感器、y轴传感器、z轴传感器、x轴驱动器、y轴驱动器、z轴驱动器、PLC控制器和接口模块，所述x轴传感器、y轴传感器和z轴传感器与PLC控制器的输入端电连接，所述x轴驱动器、y轴驱动器和z轴驱动器与PLC控制器的输出端电连接，所述接口模块和PLC控制器电连接。

根据本发明的优选实施例，所述接口模块包括上位机控制接口和状态显示接口。

根据本发明的优选实施例，所述PLC控制器包括中央处理器、存储器和接口电路，所述存储器和接口电路与中央处理器电连接。

根据本发明的优选实施例，x轴驱动器、y轴驱动器和z轴驱动器均采用液压驱动装置。

根据本发明的优选实施例，所述存储器包括：

存放系统程序的只读存储器；

存放用户程序的可擦写存储器；

以及

用户程序在运行过程中需要使用的高速临时存储器。

根据本发明的优选实施例，所述接口电路包括：

外部I/O接口，PLC控制器利用外部的I/O接口实现对工业控制应用场合中的各种I/O信号的读入与输出，通过对I/O接口的灵活定义，使得PLC控制器与外部不同I/O信号实现有效的数据交换；

标准输入接口、用于工业控制领域中的标准的信号输入，PLC控制器利用标准输入接口识别和接受常规的标准化的输入信号；

工业控制中的标准输出接口、利用标准输出接口输出PLC控制器各种控制命令，同样在PLC控制器中通过内置的标准输出接口为用户自动实现了对外输出信号的相关编码格式、电机特征的转换；

以及

标准的外部设备接口，实现PLC控制器与外部标准的设备进行信息的交换。 

同时本发明技术方案还公开一种用于制造机器人的PLC控制系统的控制方法，将机器人的动作空间划分为由X、Y、Z三维坐标描述的空间当中，并将机器人的动作拆分为X、Y、Z三个坐标轴的直线运动的组合以及每个坐标轴中的旋转运动组合；