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基于PLC控制的工业机器人系统的研

究与实现共3篇

基于PLC控制的工业机器人系统的研究与实现1

近年来，工业机器人在生产制造领域中得到了越来越广泛的应

用。机器人系统不仅极大地提高了生产效率，还能有效地降低

成本，降低劳动强度，保障了员工的安全。本文将介绍一种基

于PLC控制的工业机器人系统的研究与实现。

一、工业机器人系统概述：

工业机器人系统是一种全自动化的复杂系统，能够自主完成各

项生产制造任务。其主要组成部分包括机器人本体、驱动装置、

控制系统和配套设备等。如下图所示，是一个典型的工业机器

人系统框图。

机器人本体通常由机器人臂、手爪等组成，提供力量、力矩和

控制手段。驱动装置是控制机器人本体各关节运动的驱动器，

通常采用电机或液压机构。控制系统则负责控制机器人的运动

轨迹、速度、力量、位置等。其控制算法有多种，目前最为常

用的是PLC控制。配套设备则包括机器人周边的传感器、视觉

系统以及其他外围设备，以实现机器人应用中的各项任务。

二、PLC控制：

PLC（ProgrammableLogicController）即可编程逻辑控制器，

是一种在工业自动化领域中，广泛应用于动力和过程控制的硬

件和软件组合。其主要是基于一个可编程的存储器（EPROM、

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EAROM、FLASH等）中的触发器（Memorycell）异步逻辑电路，

达到控制自动化过程的目的。其优点是结构简单、大容量、稳

定可靠、可扩展性强、易于编程等。

PLC控制器通常包含了一个中央处理器（CPU）、主要存储器、

输入/输出（I/O）模块以及其他人机接口等组件。其中，CPU

可理解为PLC控制器的“大脑”，也是控制指令生成和执行的

中心。主要存储器用于存储程序和数据。I/O模块则负责与外

部设备的交互，接收传感器数据和向执行机构发出控制信号。

其他人机接口则用于设置和监视程序、操作和维护PLC系统等。

三、基于PLC控制的工业机器人系统的实现：

本文所实现的工业机器人系统采用的是PLC控制，其主要控制

策略分为开环控制和闭环控制。其中，PLC系统的总体控制流

程如下图所示：

其中，输入部分涉及到机器人的各种传感器，SP（想定值）以

及其他外围设备信息。输出部分涉及到机器人的各种执行机构，

包括位置驱动器、速度控制器、力矩控制器等。

在此基础上，我们采用的是分层控制架构。一般来说，分层控

制架构可分为：任务层、动作层和基础控制层。

1、任务层：

任务层是机器人控制的最高层，通过接收员工输入的任务信息，

并依据控制策略，并通过信息处理器生成相应的任务指令。

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2、动作层：

动作层负责指导机器人完成任务。将任务指令转化为动作指令。

3、基础控制层：

基础控制层主要涉及机器人的基本控制，包括位置控制、速度

控制、力矩控制等。

利用PLC控制器，我们可以实现工业机器人的控制和编程。我

们选定的机器人系统是Delta机器人，其具有结构简单、精度

高等优点。

四、总结：

本文介绍了一种基于PLC控制的工业机器人系统的研究与实现。

在系统设计时，我们采用了分层控制架构，其控制流程主要包

含开环控制和闭环控制。通过提取