工业机器人联动 PLC 的智能车间协同控制方案

摘要

根据智能车间多工业机器人和PLC协同控制的需求，提出用安川MOTOMAN机器人作为执行主体、PLC作为控制中枢的异构协同方案。通信方面创建EtherNet/IP和PROFINET双协议栈混合通信网络，使用IEEE 1588v2精密时钟同步协议达成微秒级同步，借助任务优先级调度和带宽预留机制把数据刷新周期削减到10ms之内。在控制策略上，提出用PLC工序编排、多机器人主从联动、动态干涉区互锁相结合的方式进行分层控制，利用状态感知和动态参数调节来达到自适应容错的目的。实验使用三菱Q系列PLC和两台安川GP系列机器人一起组成协同系统，在功能验证过程中发现运行稳定可靠，通信时延为8.5ms，同步偏差为5.8ms；相比于I/O硬接线和PLC集中控制的方式，该种方式在节拍效率、同步精度、异常恢复时间等各方面都表现出更好的效果，因此具有工程上的可行性。