基于PLC的工业机器人控制系统关键技术研究

陆雪影

摘 要：文章主要从软件和硬件两个部分对基于PLC的工业机器人控制系统关键技术进行研究，硬件部分详细介绍了工业机器人与多个伺服驱动器通信的SERCOS高速传输总线，及其与外围I/O设备通信的CanOpen总线协议；软件部分在CoDeSys产品基础上，重点对G代码解码程序，以及进行工业机器人运动轨迹控制的插补程序结构进行研究。通过软硬件的结合，工业机器人控制程序可读取G代码存储的机器人运动控制程序，以及工业机器人硬件部分的准确、快速通信，满足工业机器人的应用需求。

关键词：工业机器人；控制系统；SERCOS；CanOpen；CoDeSys

中图分类号：TD40 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）12-0148-02

Abstract： In this paper， the key technology of industrial robot control system based on PLC is studied from two parts： software and hardware. In hardware part， the SERCOS high-speed transmission bus which communicates between industrial robot and several servo drivers is introduced in detail. The CanOpen bus protocol which communicates with the peripheral I/O equipment， the software part based on the CoDeSys product， with focus on the G code decoding program， as well as the interpolation program structure of the industrial robot motion trajectory control. Through the combination of software and hardware， the control program of industrial robot can read the motion control program stored in G code， and the hardware part of the industrial robot can communicate accurately and quickly， which can meet the application needs of industrial robot.

Keywords： industrial robot； control system； SERCOS； CanOpen； CoDeSys

工业机器人是一种机电一体化的高技术产品，在众多生产领域广泛应用，对于提高劳动生产力，改善工人作业条件，提高产品质量，提高经济效益等方面都起着不可替代的作用。运动控制是工业机器人最重要的构成部分，本文主要对基于PLC的工业机器人运动控制系统进行研究。

1 控制系统总体结构

工业机器人控制系统的主要包括硬件和软件两个部分。其中，硬件部分主要通过SERCOS总线驱动工业机器人电机，以及为总线传递控制信号，实现与外围I/O通信；软件部分主要通过PLC实现机器人控制程序的读取、语言的转换、逻辑和运动控制。控制系统的工作原理与流程如下：控制系统上电时加载机器人控制程序，通过语言解释程序，并通过PLC和CanOpen等现场总线接口，将CNC文件中的逻辑指令发送给I/O设备；同時，机器人语言解释程序将运动控制指令转换为标准G代码，并通过插补程序计算各电机的控制目标数据；……