地轨自动线的控制系统是多层级协同工作的体系，核心以 PLC 为控制中枢，搭配伺服驱动、传感器、人机交互及上位调度系统，通过标准化通信协议实现指令下发、状态反馈和动作协同，最终完成工件输送、加工配合等自动化流程，具体工作过程可分为 4 个核心环节，如下：
指令下达与任务调度：明确生产目标
这一步是地轨自动线控制系统的 “指挥起点”，由上位调度层和人机交互层下达明确指令，确定地轨及机器人的作业任务。
上位机（工控机）搭载 WINCC 等物流调度系统，可对接 MES 系统接收生产订单，明确工件加工顺序、目标工位、加工参数等信息。随后通过 OPC UA 通信协议将调度指令下发给主控 PLC，还会根据各机床加工时长优化优先级，比如优先满足加工周期长的机床供料，避免其停工。
操作人员也能通过触摸屏（HMI）手动干预，比如在伺服操作画面输入地轨目标位置、切换自动 / 手动模式，或在料台操作画面单独控制料架动作，指令会直接传递给地轨 PLC 进行执行。
信号交互与路径规划：协同各单元状态
主控 PLC、地轨 PLC、机器人控制柜及机床之间会通过多种通信方式完成数据交互，同时结合传感器信号规划动作路径，保障各单元协同一致。
通信层面：主控 PLC 与地轨 PLC 通过 PROFINET 现场总线用 S7 协议通信；地轨 PLC 与机器人采用 RS - 232 串口全双工通信，可同时收发夹爪状态、工件是否夹紧等数据；部分场景还会用 EtherCAT 总线连接，将传输延迟控制在 5ms 以内。
状态反馈层面：传感器会实时采集各类信号，如限位开关反馈地轨是否到位、红外传感器检测工位有无物料、视觉传感器补偿工件定位误差等。这些信号会快速回传给 PLC，PLC 据此判断是否执行下一步动作。例如机器人夹爪未夹紧物料时，会发送信号禁止机床松开夹具。
路径规划层面：PLC 结合预设程序和实时信号规划地轨运动轨迹，比如通过编程软件提前设定地轨经过各工位的顺序和速度，避免与其他设备碰撞。
驱动执行与精准作业：落实动作指令
当地轨 PLC 接收到动作指令并完成状态确认后，会驱动执行机构运作，带着机器人完成工位移动和工件加工相关操作。
地轨的动力由伺服电机提供，PLC 向伺服驱动器发送信号，驱动器根据预设参数（如电机每转脉冲数、负载位移等）控制电机运转，再通过减速器、齿轮齿条带动地轨跑车移动。比如按下 “绝对位置” 按钮后，电机就会带动机器人精准移动到设定位置。
机器人配合地轨动作完成作业，若搭载快换抓手，可通过抓手存放台切换工具，抓取不同工件。像在机床上下料场景中，地轨带动机器人移动到料架旁，机器人执行取料动作，再随著地轨移动到机床工位，完成放料，全程重复定位精度可达 ±0.05mm 级别。
安全互锁与异常处理：保障稳定运行
控制系统会通过多重防护机制避免故障，同时在异常时快速响应，减少生产中断时间。
安全互锁方面：系统内置多项逻辑限制，如机器人夹爪在机床内时，禁止机床关防护门；地轨移动到轨道两端时，防撞胶和限位开关会触发停机，防止脱轨；当检测到人员进入安全区，系统还会自动降低地轨和机器人的运行速度。
异常处理方面：若出现工件掉落、设备卡滞等情况，传感器会立即发送异常信号，PLC 接收到后会触发急停指令，同时在触摸屏上显示故障位置和原因。操作人员排除故障后，可通过面板复位，系统恢复正常运行。
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