工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域中到底扮演一個(gè)什么樣的角色呢？可以這樣比喻：機(jī)器人在設(shè)備中扮演的是左腦和雙手的角色，雙手是執(zhí)行機(jī)構(gòu)即機(jī)械手臂，但是為什么說(shuō)是左腦呢?其實(shí)機(jī)器人這左腦本可以將整臺(tái)設(shè)備的控制全部承擔(dān)起來(lái)，但機(jī)器人的編程用的是高級(jí)語(yǔ)言，沒(méi)有PLC的編程在工業(yè)控制中來(lái)的輕松容易，所以右半腦大多時(shí)候還是由在工業(yè)控制中的霸主PLC來(lái)扮演。

　　那左右半腦和雙手這三者各自在設(shè)備集成中又是如何體現(xiàn)自我價(jià)值的，而他們之間又存在著什么樣的聯(lián)系呢？接下來(lái)我想接著用些通俗易懂的語(yǔ)言來(lái)把上述問(wèn)題大概的解釋一下。

　　先來(lái)介紹一下左腦吧，我們說(shuō)的左腦即機(jī)器人的控制柜，內(nèi)部存儲(chǔ)著機(jī)器人控制的全部程序，我們實(shí)際中主要應(yīng)用的有兩大塊：一是根據(jù)設(shè)備編寫(xiě)機(jī)器人程序；二是靈活使用機(jī)器人各類坐標(biāo)系。

　　機(jī)器人程序

　　由于在設(shè)備使用中我們只能看到機(jī)器人在按照既定的軌跡行走，所以常常會(huì)有人有疑問(wèn)：機(jī)器人軌跡大部分既然由機(jī)械類軟件生成，那么你們?cè)O(shè)備集成的關(guān)于機(jī)器人還有什么好做的？其實(shí)機(jī)器人的程序分為兩大塊，控制程序和軌跡程序，而軌跡程序只是機(jī)器人整個(gè)程序中等待被調(diào)用的數(shù)據(jù)包，控制程序才是真正的主角。一般來(lái)說(shuō)，控制程序包括與PLC的通訊、對(duì)軌跡的調(diào)用、安全區(qū)域設(shè)定、防撞、中斷、報(bào)警等各類功能，由于每個(gè)功能的詳述都要占很大的篇幅，可以在以后的文章中逐漸展開(kāi)。

　　接下來(lái)要說(shuō)的就是坐標(biāo)系了，雖然各家的工業(yè)機(jī)器人命名不同或者功能上有些花哨的小技巧，但實(shí)際上使用的核心坐標(biāo)系是一樣的，主要包括：工具坐標(biāo)系，用戶坐標(biāo)系，世界坐標(biāo)系這三大類。工具坐標(biāo)系是將坐標(biāo)系建立在機(jī)器人手臂末端所加持的工具的最前端尖點(diǎn)上的，是隨著工具的移動(dòng)和姿態(tài)轉(zhuǎn)變而不停的變化的，不同的工具也有不同坐標(biāo)系。用戶坐標(biāo)系是將坐標(biāo)系建立在機(jī)器人的操作對(duì)象上的，可能是用來(lái)夾持固定產(chǎn)品的胎具，也可能是等待焊接的汽車外殼，對(duì)此可以打個(gè)比喻：如果說(shuō)機(jī)器人的工具是機(jī)械手臂拿著的筆，那么用戶坐標(biāo)系就是就作業(yè)本，作業(yè)本規(guī)定了你寫(xiě)字的范圍。用戶坐標(biāo)系的作用當(dāng)然不止于此，當(dāng)設(shè)備發(fā)生了碰撞導(dǎo)致工作臺(tái)偏移，這時(shí)你只需要重新對(duì)機(jī)器人示教用戶坐標(biāo)系即可，在實(shí)際使用中是非常實(shí)用的功能。

　　世界坐標(biāo)系就是以機(jī)器人底座中心為原點(diǎn)的坐標(biāo)系，有一個(gè)非常通俗易懂的名稱：大地坐標(biāo)系。有此命名是有原因的，因?yàn)槠渌淖鴺?biāo)系都是經(jīng)過(guò)偏移計(jì)算在她的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)換而來(lái)的而且不能被改動(dòng)，所以像是大地母親一般，被尊稱為大地坐標(biāo)系。

　　左腦就先大概的介紹到這里，右腦的出現(xiàn)讓對(duì)高級(jí)語(yǔ)言編程叫苦不迭的工程師們大大的松了一口氣，他就是我們工業(yè)領(lǐng)域里耳熟能詳?shù)腜LC（可編程邏輯控制器）。

　　PLC這個(gè)右腦在整個(gè)設(shè)備中相當(dāng)于家庭中好媽媽的角色：她的關(guān)心面面俱到。首先，她要和左腦控制柜通訊，要發(fā)號(hào)施令：機(jī)器人收到的各類控制信號(hào)都是從這里發(fā)出；要用心傾聽(tīng)：機(jī)器人的反饋信號(hào)都要在這里得到處理;其次，PLC還要是個(gè)好的管家婆，因?yàn)檎自O(shè)備中的外圍設(shè)備：轉(zhuǎn)臺(tái)、電主軸、冷水機(jī)、真空泵，安全光柵等都要在這里得到控制。最后，PLC還要懂得放權(quán)，給誰(shuí)？控制面板。因?yàn)樗邮湛刂泼姘迳细黝惪刂瓢粹o被按下后傳來(lái)的信號(hào)，還要將自己的報(bào)警信息傳到控制面板的顯示屏上，由工程師來(lái)解決。由此可見(jiàn)，PLC在工業(yè)控制中的霸主頭銜絕對(duì)名副其實(shí)。

　　下面要介紹的這雙手絕對(duì)是勤勞敬業(yè)的雙手，有著“24小時(shí)連續(xù)工作、不吃飯、不鬧情緒、不要求漲工資的雙手”的美譽(yù)，他就是我們的執(zhí)行機(jī)構(gòu)——機(jī)械手臂。

　　機(jī)械手臂在整臺(tái)設(shè)備中是一個(gè)絕對(duì)服從的上級(jí)指令的士兵角色，但是又擁有超越士兵的優(yōu)點(diǎn)：精準(zhǔn)和高效。有三點(diǎn)是我想分享的：第一，機(jī)械手臂會(huì)準(zhǔn)確無(wú)誤的到達(dá)每一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，嚴(yán)格按照編好的軌跡程序完成給定任務(wù)，站在這些表面上不起眼的能力背后的是精準(zhǔn)的剎車系統(tǒng)和高速的運(yùn)算系統(tǒng)；第二，機(jī)械手臂會(huì)根據(jù)所受外力的大小與自身能承受的極限進(jìn)行比較，從而在撞到產(chǎn)品或者設(shè)備時(shí)及時(shí)報(bào)警以避免對(duì)設(shè)備造成損害。第三，現(xiàn)今各大機(jī)器人廠商都開(kāi)始根據(jù)不同的用途和功能對(duì)自家機(jī)器人細(xì)分：搬運(yùn)、切割、弧焊、點(diǎn)焊、涂膠等，設(shè)備集成商就可以從設(shè)備功能出發(fā)選購(gòu)，基本不會(huì)在出現(xiàn)“大材小用”和“不夠用”的情況了。

　　左右腦和雙手角色詮釋完了，接下來(lái)就簡(jiǎn)要的談?wù)勊麄內(nèi)齻€(gè)之間又存在的聯(lián)系吧。

　　首先左右腦之間是靠通信來(lái)保持信息互通的，相互之間的命令下達(dá)和即時(shí)反饋是必須的。PLC和機(jī)器人之間的通訊種類較多，包括Modbus,Profibus-DP,Devicenet和Ethernet，又比較繁復(fù)，根據(jù)不同的通信協(xié)議有不同的程序編寫(xiě)方法。這里就拿Ethernet（工業(yè)以太網(wǎng)）作為一個(gè)簡(jiǎn)單的例子用幾個(gè)比喻來(lái)分析一下：PLC和機(jī)器人的通信我們比作兩人互相送禮物（這禮物就是打包好的命令字），那么有很多種通信方式就是有很多條路，首先需要雙方都選定Ethernet這條路才能互相找到對(duì)方的家，然后等禮物送到后就是拆禮物，禮物拆開(kāi)后根據(jù)不同的命令字執(zhí)行不同的任務(wù)，就是這樣。一般用到兩臺(tái)機(jī)器人以上的設(shè)備，機(jī)器人之間的通訊也采用這樣的方式。然后再看左右腦和雙手的關(guān)系，很明顯，我們知道右腦PLC是一個(gè)間接的控制，而左腦控制柜就才是雙手的直接命令發(fā)布者，包括機(jī)械手臂上馬達(dá)的得電和失電，軌跡程序的調(diào)用與執(zhí)行，加一個(gè)激光測(cè)刀槽即可實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)換刀；那PLC的間接控制是如何實(shí)施的呢？通過(guò)剛才我們說(shuō)的“禮物包”里的命令字，轉(zhuǎn)化為機(jī)器人的布爾量，然后再有機(jī)器人條件的滿足去調(diào)用軌跡，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手臂的控制。