自機器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著(zhù)說(shuō)明到底什么是機器人。但隨著(zhù)機器人技術(shù)的飛速發(fā)展和信息時(shí)代的到來(lái)，機器人所涵蓋的內容越來(lái)越豐富，機器人的定義也不斷充實(shí)和創(chuàng )新。機器人技術(shù)作為20世紀人類(lèi)最偉大的發(fā)明之一，自20世紀60年代初問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)歷40多年的發(fā)展已取得長(cháng)足的進(jìn)步。隨著(zhù)近年來(lái)制造業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)機器人已成為智能制造和工業(yè)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)和重要產(chǎn)品，也是數控機床走向自動(dòng)化更高階段的重要一環(huán)。

隨著(zhù)電子控制技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC正向高速度、容量大等物聯(lián)網(wǎng)及智能通信方向發(fā)展，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)，能實(shí)現PLC、變頻器、遠程I/O等與上位機算機進(jìn)行連接，來(lái)構造出一種多級式分布系統。

舉個(gè)例子：

三菱工業(yè)電機中的CC-Link構建的一種開(kāi)放性面向現場(chǎng)控制的總線(xiàn)網(wǎng)路系統，DIN是德國工業(yè)標準，使用導軌是工業(yè)電氣元器件的一種安裝方式，安裝支持此標準的電器元器件可方便地卡在導軌上而無(wú)需用螺絲固定，維護也很方便，一般來(lái)說(shuō)，常用的導軌寬度是3.5CM?，F如今，很多的電器元器件都有采用這種標準，比如有PLC、斷路器、開(kāi)關(guān)、接觸器等。

工業(yè)機器人不是孤立工作的，一個(gè)機器人工作站，往往需要外圍設備的配合，比如工裝夾具、傳送帶、焊接變位機、移動(dòng)導軌等等，這些角色相互之間要怎么配合，就需要互相協(xié)調。比如AGV小車(chē)、自動(dòng)化立體倉庫、噴涂設備、裝配設備等等。

底層控制器

底層控制器作為控制系統的核心，其選擇的合適與否對整個(gè)系統來(lái)說(shuō)十分重要，其性能直接影響了控制系統的可靠性、數據處理速度、數據采集的實(shí)時(shí)性等。移動(dòng)機器人運行環(huán)境較惡劣，干擾源眾多，對運動(dòng)控制器的實(shí)時(shí)性和可靠性要求較高，所以選擇一種穩定可靠地運動(dòng)控制器至關(guān)重要，既要滿(mǎn)足系統要求，又要具有良好的可擴展性和兼容性。

為實(shí)現機器人對外部設備的有效控制，底層控制器提供了相應的設備底層控制函數，這些控制函數可以直接訪(fǎng)問(wèn)機器人的硬件寄存器來(lái)控制機器人的運行，而這些控制函數可以使得設備驅動(dòng)程序不再依賴(lài)于具體硬件，所以，通過(guò)調用控制函數接口就可以實(shí)現對機器人的有效控制。

電氣系統

在對輪式全向移動(dòng)機器人控制系統硬件進(jìn)行選型以后，根據移動(dòng)機器人的硬件組成進(jìn)行電氣系統設計。移動(dòng)機器人的電氣系統主要包括三個(gè)部分：主電路、伺服驅動(dòng)系統電路和PLC控制系統電路。

移動(dòng)機器人控制系統主電路通過(guò)PLC和繼電器實(shí)現控制。即由繼電器由線(xiàn)圈和輔助觸點(diǎn)兩部分組成。當線(xiàn)圈通電的時(shí)候，其對應的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。

I/O配置段

I/O配置段包括I/O刷新周期（典型為4ms）和I/O數據映像區大小信息，通過(guò)軟PLC編程系統的工程配置模塊進(jìn)行可視化配置，以適應不同機器人應用程序對I/O設備的不同需求。其主要是機器人將其他信號作為末端執行器I/O使用，末端執行器I/O鏈接到機器人手臂末端的連接器上，保證其功能。

PLC程序

在底層控制器中，使用編程軟件STEP 7 PROFESSIONAL V12的PTO運動(dòng)控制指令，使用位置控制方式，控制4個(gè)轉向伺服電機，從而控制4個(gè)車(chē)輪的轉向角；另外，使用擴展模擬量輸出模塊輸出電壓值，控制4個(gè)輪毅電機，驅動(dòng)機器人運動(dòng)。排除硬件的因素外，程序的好壞直接決定著(zhù)運動(dòng)性能的高。因此程序的編寫(xiě)是整個(gè)設計中最為重要的環(huán)節之一。

機器人控制器可以理解為完成機器人控制功能的結構實(shí)現，因此機器人控制器是機器人最為核心的“心臟”，它從一定程度上影響著(zhù)機器人的發(fā)展，高性能的工業(yè)機器人不單要實(shí)現PTP控制，而且還要實(shí)現CP控制。雖然說(shuō)，采用基于PC的運動(dòng)控制器和基于DSP運動(dòng)控制器能夠實(shí)現機器人的運動(dòng)控制，但是卻無(wú)法滿(mǎn)足高性能工業(yè)機器人的各項要求指標，而電路設計以及編程相當復雜，因此，PLC的控制接線(xiàn)完善和技術(shù)創(chuàng )新是一大難題。

PLC控制接線(xiàn)簡(jiǎn)單，只要通過(guò)運動(dòng)控制指令就能實(shí)現對機器人的運動(dòng)控制，因此，PLC想要在機器人多軸運動(dòng)協(xié)調控制、網(wǎng)絡(luò )通訊方面取得優(yōu)勢，還是需要一定的時(shí)間。因為高性能工業(yè)機器人主要是各關(guān)節的驅動(dòng)運動(dòng)，不單單是實(shí)現PTP、CP的控制，還要達到在多軸協(xié)調控制、速度、加速度、運動(dòng)精度等方面的要求。

目前，在PLC中，日本立石公司的PLC和ABB公司的PLC在微小型控制方面功能強大；等西門(mén)子公司的PLC雖然具備運動(dòng)控制的功能，但遠遠不及MITSUBISHI PLC，因為MITSUBISHI PLC結合物聯(lián)網(wǎng)及高科技術(shù)，使之具有完整的運動(dòng)控制功能，通過(guò)高速度的背板，處理器與伺服接口模塊可以進(jìn)行通訊，從而實(shí)現高度的集成操作及位置環(huán)和速度環(huán)的閉環(huán)控制。達到從簡(jiǎn)單的點(diǎn)到點(diǎn)的運動(dòng)到復雜的齒輪傳動(dòng)，來(lái)滿(mǎn)足高性能工業(yè)機器人的要求。

來(lái)源：機器人網(wǎng)