工业机器人通讯网络控制方法及其研究

发表时间:2020/12/29   来源:《科学与技术》2020年26期   作者:潘学思
[导读] 对于现代工业生产来讲,工业机器人属于非常关键的生产辅助设施,
        潘学思
        哈尔滨汉唐新源科技发展有限公司  150046

        摘要:对于现代工业生产来讲,工业机器人属于非常关键的生产辅助设施,生产技术人员可以运用智能化手段来操控工业机器人,从而达到自动完成特定企业生产任务的目标。工业机器人必须要依靠工业通讯网络才能完成指定的生产技术操作,因此目前对于工业机器人必须要明确工业通讯网络的智能化控制方法,结合工业生产需求来调整改进网络控制方法。
        关键词:工业机器人;通讯网络;控制方法

        近些年以来,工业机器人已经被运用于现代生产实践领域。与人工控制工业生产运行过程的模式相比,依靠工业机器人来实施生产自动化控制的做法更加可以确保工业生产的智能化效益实现,节约工业企业的生产成本资源,进而服务于工业生产企业的综合生产效益优化。在此过程中,企业技术人员针对工业机器人应当合理设计通讯网络的自动操作控制方法,增强工业机器人对于工业自动生产控制流程的适应程度,改进通讯网络的安全控制性能。
一、工业机器人通讯网络的基本组成结构
(一)系统硬件构成
        对于工业机器人的系统基本组成要素而言,工业机器人的系统组成部分至少需要包含系统控制主板、三相电源、系统控制柜、伺服驱动模块、气动阀、系统控制器以及示教编程模块。在此基础上,系统通讯板卡主要设计为CPU形式,具备多种不同的工业生产自动控制功能[1]。
        工业机器人在驱动板的操控下,能够做到准确输出伺服驱动控制参数,从而达到控制工业电机以及编码器的效果,完成特定的系统编程数据处理任务。此外,工业机器人还应当包含PLC模块驱动的伺服电机部分,系统驱动板连接于机器人系统中的伺服电机装置。

图1工业机器人的系统关键组成部分
(二)智能化通讯网络
        PLC的智能化系统上位机以及工业机器人之间能够实现自动数据交互的目标,系统通讯设备(外接通讯模块)对于反馈信息以及动作指令数据都能够实时进行传递,充分保证了通讯网络主站(PLC模块)能自动判断并且辨识工业生产动作。通讯网络系统必须设有自动控制模式的系统工作站,以便于机器人的操作反馈指令能得到实时的接收,合理降低PLC模式的自动通讯网络运行控制难度。
        由此可见,智能化的PLC机器人自动控制通讯网络在根本上需要依靠自动反馈信息的运行控制模式作为保障,对于来自系统外部的PLC模块控制指令能做到及时加以处理,并且直接将其传递给机器人的自动控制系统中心模块[2]。
二、工业机器人通讯网络的运行控制方法
(一)自动控制机器人的启动过程
        工业机器人只有在顺利启动的状态下,机器人的各项重要工业生产控制功能才能得到完整的实现。因此,企业技术人员必须要遵循正确的启动操作步骤,对于伺服电机应当实施全面的控制,并且还要确认工业机器人目前所处的系统整体运行环境满足安全程度标准[3]。具体在机器人的启动环节中,PLC系统模块如果能够确定光栅网络、机器人的安全门或者安全急停装置已经产生异常,则必须立即发出禁止启动指令,断开伺服电机的连接电源,然后对于上述的机器人运行控制故障进行紧急的处理。
        系统维护人员在全面处理工业机器人某个特定部位故障的前提下,应当尝试恢复工业机器人的连接电源部件,进而达到再次启动工业机器人的目标。因为经过故障处理以后,工业机器人将会被挪移原有的区域位置,因此技术人员对于恢复机器人网络电源供电的操作必须予以再次执行,按压系统启动按钮,直至能够确认机器人已经恢复至原有的正常启动位置。工业机器人由于具有PLC模块的运行保障功能作为支撑,因此可以在短时间里运行至正确的线路轨迹,然后循环上述的工业控制动作[4]。
(二)系统主站与从站的配网方式
        对于工业机器人实施正确的配网控制方式,该措施构成了工业机器人维持安全运行状态的重要技术手段。具体在进行配网运行方式的选择过程中,技术人员重点应当关注系统从网以及系统主网的配网方式,确保按照正确的流程来进行配网操作。具体针对PLC工业控制模块在配置网络时,对于EDS的机器人装载文件内容应当予以准确的识别,然后在配置完成的PLC网络内嵌入工业控制模块,进而达到智能化的工业运行控制效果。
        从网络信息交互的角度来讲,工业机器人所在的智能控制网络应当满足16比特的网络交互数据量,确保企业技术人员对于从站模块可以进行准确的辨别,充分保证了智能化的数据与信息交互功能得到完整的体现。企业技术人员如果需要进行机器人的启用操作过程,那么关键前提就是要全面确认机器人所在的网络整体环境是否安全。经过全面的检查与确认操作后,对于表现为重大故障的网络回路部分应当予以立即断开操作,防止影响到机器人的安全运行过程。
        工业机器人与PLC之间的通讯传输有I/O连接和通讯线连接两种,例如对于西门子系统而言,S7-300作为上位机,S7-200与机床通过I/O信号相连;S7-300与S7-200使用Profibus总线相连;S7-300与工业机器人使用I/O信号相连;工业机器人主体和控制器之间使用自带通讯电缆进行连接。
        
        图2 工业机器人的网络连接方式
        
(三)系统软件组网运行控制方式
        软件组网方式构成了工业机器人得以安全运行的关键前提要素,因此技术人员对于软件组网必须要正确进行配置,确保工业机器人维持在平稳与安全的工业控制状态下。具体对于网络配置方式在进行确定的过程中,技术人员必须要按照机器人的信息交互需求来配置通讯数据量,优化分配自动通讯地址。技术人员需要注意的是,系统软件组网设有唯一的PLC控制站点,因此必须要反复确认通讯地址的分配结果是否准确。
        技术人员对于软件组网方式在进行调整与选择的前提下,必须要保证软件组网方式包含PLC网络控制模块以及工业机器人模块的两个重要网络配置部分,对于以上的两种不同网络配置应当实施分别的处理。各个机器人的网络地址数据分配方式都应当预先得到确定,运用网络模块嵌入手段来实现传递数据的功能。
        
结束语:
        经过分析可见,工业机器人主要涉及智能化的运行操控方式,因此工业机器人的正常运行不能缺少通讯网络系统的保障与支撑。在目前的现状下,工业机器人的自动化与智能化生产运行控制方式正在不断创新,充分展现了智能机器人在辅助工业生产中的重要促进效果。未来在实践中,工业机器人的自动化通讯网络控制技术手段还会继续加以完善,有效促进工业机器人的自动控制功能实现全面优化。
        
参考文献:
[1]吴玉文,朱晔,夏伟.基于PROFINET IO的PLC与工业机器人通信研究[J].汽车实用技术,2020(05):187-189.
[2]吴金旭,高其虎,陈争光.浅谈工业机器人通讯网络控制方法[J].汽车实用技术,2020(03):165-167.
[3]郭爱华.简述西门子PLC的S7-1200的MODBUS/TCP通信的客户端及服务器设置[J].价值工程,2019,38(30):204-206.
[4]杨秀文.自动化生产线中CCLINK总线技术及工业机器人通讯[J].自动化技术与应用,2019,34(07):83-85.
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