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基于PLC技术的电子气动机器人自动化

控制方法

摘要：近几十年来,随着社会经济的高速发展,以及自动化控制、工业制造、

机器人形态学等方面技术的不断进步,机器人在人类社会中扮演着越来越重要的

角色.机器人的足迹已经从工农业生产、交通运输、航空航天等领域,逐渐延伸到

医疗、教育、服务、生活、娱乐等更贴近人类生活的新领域。本文对基于PLC技

术的电子气动机器人自动化控制方法进行分析，以供参考。

关键词：PLC技术；电子气动机器人；自动化控制

引言

现如今机器人在工业、农业、军事、医疗、航天等领域的作用越发突出。相

比轮式或履带式机器人，气动机器人具有质量轻、柔顺性好、灵活度高等特点一

直备受各国研究者的青睐。气动柔性关节作为一种气压控制的的装置，拓展了气

压驱动方式在地面移动的足式机器人中的应用。

1PLC技术的优点

新时期，随着现代信息技术的快速发展，PLC技术也逐渐朝着信息化的方向

发展。在电气工程及其自动化控制中，PLC技术可以做到信息技术、电气工程自

动化控制技术、大数据技术的良好结合，实现了对电气工程及其自动化控制技术

的完善、优化，促进了我国电气工程自动化控制水平的提高。具体来说，PLC技

术的优势主要在于：（1）PLC技术能很好地满足电气工程自动化的各种需求，并

且能规范电气工程自动化控制系统中的各种逻辑处理关系，完善了相关数据信息。

（2）PLC技术在应用中可以持续升级、优化，当前PLC技术已经与大数据技术很

好地融合起来，保证了整个工作的稳定性。此外，PLC技术本身的逻辑性比较强，

能显著降低工作难度、缩短工作周期，促进了电气工程生产效率的提升。

2气动机器人步态规划

自然界中的六足类的昆虫在行走时，并非6足同时运动，而是把3对足分作

两个三英尺的组以三角形支撑的形式交替出现。聚集是指在六英尺的前、后和左

方向聚集不相邻的脚，以便同一组中的三英尺可以形成三角形。此外观称为三角

形外观。外貌稳定，走路快。本文采用三角步态方法规划机器人未来的步态。步

骤1(a):组a的腿沿轴延伸，组b的腿远离地面。步骤2(b):a组的腿保持不变，

b组的腿向前弯曲。步骤3(c):a组腿部向后弯曲，b组腿部下降。步骤4(d):a

组腿部悬置，b组腿部伸展。步骤5(e):a组的腿向前弯曲，b组的腿保持不变。

步骤6(f):a组腿部下降，b组腿部向后弯曲。步骤7(g):延长a组腿部和保持b

组腿部。

3基于PLC技术的电子气动机器人自动化控制方法

气动机器人视觉点转换，在气动机器人运动模型的建立基础上，为了保证能

够在控制过程中精准对目标点定位，气动机器人需要配备可以随之移动的摄像头。

通过摄像头对目标点进行拍照，在控制过程中形成一个机器人内部的虚拟空间，

这个虚拟空间能够模拟出机器人自身和目标点的具体位置，在计算的过程中，机

器人要改变虚拟装配环境中的视点位置来控制成像的部分，以此来观察机器人运

动过程中与目标点的位置交互。当摄像机随着机器人一同运动时，对于投影中心

和窗口中心的参数进行设置，就能够在坐标系中进行转换，实现视觉点的转换，

对于机器人的定位就更加精准，从一定程度上减少控制误差。经过以上流程搭建

的虚拟环境中，通过机器人的视觉点拾取计算出机器人机械手臂与目标点的距离，

并通过反馈实现虚拟场景中机器人与目标点之间的交互来实现目标点的精准定位。

4方法测试

利用实时以太网总线作为控制过程中的信息传输网络，且相关的应用层遵循

的是CANopen标准。除了上图所示的仪器外，还增加了六维力传感器模块，对于

机器人运动过程中的数据读取的平均速率能够达到1kHz。在控制方法的测试过程

中，首先需要设置8ms作为PLC技术的任务周期，再次读取任务与数据，反复循

环该控制流程，以此来实现机器人的控制。在机器人控制实验中，设置机器人在

控制任务中所持的精细工具为螺栓，目的是将所持螺栓准确放置于插孔目标板材

提前预置的空中。运动过程中要将PLC控制器中所带的非实时通信接口初始化，

启动控制状态后，控制机器人手臂以预先规划好的路线和速度移动到示教盒所示

的拍照位置，并启动实时拍照，将拍照得到的图像传输至PC段，利用PC端的机

器视觉处理软件建立出虚拟空间模型，机器人在移动过程中能够在虚拟空间与目

标点进行交互，得到与目标点距离的实时反馈。控制机器人