[发明专利]基于PLC的从虚到实工业机器人实验方法

说明书

本发明公开了基于PLC的从虚到实工业机器人实验方法，包括以下步骤：S1，将虚拟可编程控制器与虚拟驱动器和虚拟工业机器人连接，进行虚拟环境下的实验；S2，将S1中虚拟可编程控制器更换为实体可编程控制器，进行半虚拟环境下的实验；S3，在S2的基础上，将虚拟工业机器人和驱动器更换为实体工业机器人和驱动器，进行真实环境下的实验。本发明一次机器人实验通过从虚拟实验到半真实实验，再从半真实实验到实体实验完成，虚实结合的方式使得实验设备的安全和教学人员的人身安全得到保证，教学效率得到有效提升。

技术领域

本发明属于机器人实验教学领域，涉及一种基于PLC的从虚到实工业机器人实验方法。

背景技术

机器人控制实验是机器人教育培训和工业领域应用中不可或缺的步骤。为了避免直接在真实机器人上进行控制实验发生事故，现存的实验实现方法第一步基本采用仿真工具进行，即在虚拟平台上进行PLC控制算法的逻辑验证。其次将逻辑正确的控制算法用机器人可执行的算法语言重新编写，以便在真实的机器人设备上进行实验。即使在此种验证平台上添加综合验证模块，去检验程序是否使得设备运行速度、角度超出限制，也很容易忽略在真实的控制器上可能发生的问题，导致程序在虚拟设备和实体设备上的运行情况差距较大，造成设备损坏。

因此需要一种可以在虚拟仿真环境和实体设备环境之间流畅切换和无缝对接的实验方式，即在虚拟实验中验证运动控制算法程序的正确性，然后逐步过渡到实体机器人实验，控制实验风险，保障设备和人员的安全性。

发明内容

为使得最终的机器人控制实验能够在真实机器人上进行，但在此之前须经过多重程序验证，保证算法的正确运行。鉴于此，本发明的技术方案为基于PLC的从虚到实工业机器人实验方法，包括以下步骤：

S1，将虚拟可编程控制器与虚拟驱动器和虚拟工业机器人连接，进行虚拟环境下的实验；

S2，将S1中虚拟可编程控制器更换为实体可编程控制器，进行半虚拟环境下的实验；

S3，在S2的基础上，将虚拟工业机器人和驱动器更换为实体工业机器人和驱动器，进行真实环境下的实验。

优选地，所述S1中虚拟机器人展示虚拟可编程控制器的运动控制的结果，反馈实验数据。

优选地，所述虚拟环境、半虚拟环境和真实环境均在同一开发平台下。

优选地，所述S1，包括以下步骤：

S11，使用实验电脑上的运动控制编程环境TwinCAT来进行实验，并根据实验要求，使用ST语言控制运动功能块，设计运动控制算法逻辑；点击编译按钮，对工程文件进行编译，排除除语法错误和编译错误；

S12，启动虚拟可编程控制器和虚拟机器人仿真软件，在TwinCAT中将NC轴与虚拟PLC轴进行绑定，并打开V-REP虚拟机器人控制插件，使得虚拟可编程控制器与虚拟机器人进行连接；

S13，将编写好的算法下载到虚拟可编程控制器中，点击Login和启动按钮，控制虚拟机器人按照编写的算法进行运动；

S14，如果机器人运动超过预设速度或者发生位置错误，则调整对应轴控功能块中的速度与位置参数；如果不知道产生错误的原因，则新建程序断点，并逐步调试；

S15，重复S13-S14，直到虚拟可编程控制器对虚拟机器人的运动控制在虚拟环境下能完全按照实验计划运行。

优选地，所述S2包括以下步骤：

S21，将调试好的运动控制算法下载到实体可编程控制器上，并打开虚拟驱动器接收实体可编程控制器发出的控制信号，并驱动PC端的虚拟机器人；