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一、控制任务分析
（1）掘进机器人主要包括两部分的控制任务。截割控制：机器人按最短时间和最优路径完成三维空间中煤岩的截割运动。跟踪控制：当完成机体姿态和截割头姿态检测、截割头外包络线计算、路线规划和自动控制策略等初始化任务以后，机器人收到初始化数据，进入到完全自主的工作状态中。在自主运行的状态中，机器可以实时的获取其三维空间中的位置信息，然后将测得的数据进行分析，并且与给定的运动轨迹进行比较，完成跟踪控制。（2）掘进机器人控制功能框图。
二、姿态参数分析
截割头姿态参数包括回转台的回转角、回转台铰接耳的升降角以及悬臂的伸缩量。
三、控制过程及状态分析
将掘进机器人的工作状态分为五部分：（1）开始状态：在开始状态中，计算截割头的仿形截割过程各节点的位置坐标、计算截割头的外包络线，机器人并完成自检。控制系统可以通过传感器实时读取机器人的机体的姿态信息和截割头的姿态信息。（2）等待状态：当系统进入到等待状态时，判断机器人是否应该前进。如果需要前进，PLC控制行走机构向前行走。（3）运行状态：PLC根据机体运行的误差控制行走部调整机器人的运行轨迹。并判断是否到达截割位置，若到达，就将进入截割状态中。（4）截割状态：PLC先控制后支撑部的电磁阀，使后支撑放下，控制系统得知后支撑到位后，控制截割头开始截割。在当前横截面截割完成之后，发送后支撑抬起的命令到PLC中，等到PLC接收到后支撑抬起的完成命令以后，就进入等待状态。（5）截割断面轮廓修型状态：在掘进机器人完成当前断面截割工作之后，可能由于种种原因，造成断面边缘部分截割情况不理想，例如断面边缘处截割轮廓不光滑，有毛刺或者截割不完整，所以在当前断面截割完成以后，必须要对截割后的断面进行修型。修型过程如下：调整截割头回到左下角截割开始的位置，再控制截割头沿着断面的外轮廓截割，直到出现截割断面轮廓理想状态为止。
四、截割机构恒功率控制分析
随着煤岩的硬度值的变化，油缸的压力也相应的变化。若煤岩硬度值变大，油缸压力增大，表现为截割头摆动速度相应增加。这时，系统需要自动调节减小油泵流量，油泵流量减小，油缸的压力也随之减小，截割头摆动速度减小。若煤岩的硬度值增大，截割头的伸出速度要适当的减小。这样使机器人的截割工作始终保持恒功率。同理，若硬度值变小，油缸压力减小，系统要调节使油泵流量增大，截割头摆动速度增大。截割电机的电流变化可以很直观的反应机器人截割头外载荷的变化情况，外载荷增大，电流也随之增大、所以将截割电流的当前量作为反馈信号，输入到PLC中，可以实时的判断外载荷的变化情况，可以及时的对执行机构的工作状态做出调整。
五、掘进机器人PLC控制系统的设计
掘进机器人控制变量的研究：（1）PLC的输入变量主要包括：机体俯仰角传感器信号；机体的倾角传感器信号；激光显示屏坐标值；截割头姿态角；误差参数；截割电机的电流值；电机温度检测信号；漏电检测信号。（2）输出变量。PLC的输出主要控制各组电磁阀：这里所说的电磁阀，是一种插装换向阀，它们是一种用于控制油液开启、关闭的电磁阀。根据当前机器人的工作状态，判断机器人下一步的工作任务，根据机器人下一步的工作任务，控制相应的执行机构伺服阀动作，PLC的任务就是控制插装换向阀的开启与关闭，以间接控制各机构的伺服阀。
参 考 文 献
[1]杨公源.PLC应用实例与程序解说[M].电子工业出版社，2008
（1）：3～4
[2]廖长初.PLC编程与应用[M].机械工业出版社，2009（7）：5～7
[3]HansBerger.西门子S7-300/400编程语句表和结构化控制语言描述[M].人民邮电出版社，2008（4）：35～37
[4]龚仲华.S7200/300/400 PLC应用技术—提高篇[M].人民邮电出版社，2008（4）：42～43
[5]程子华.PLC原理与编程实例分析[M].国防工业出版社，2007
（1）：45～46
（1）掘进机器人主要包括两部分的控制任务。截割控制：机器人按最短时间和最优路径完成三维空间中煤岩的截割运动。跟踪控制：当完成机体姿态和截割头姿态检测、截割头外包络线计算、路线规划和自动控制策略等初始化任务以后，机器人收到初始化数据，进入到完全自主的工作状态中。在自主运行的状态中，机器可以实时的获取其三维空间中的位置信息，然后将测得的数据进行分析，并且与给定的运动轨迹进行比较，完成跟踪控制。（2）掘进机器人控制功能框图。
二、姿态参数分析
截割头姿态参数包括回转台的回转角、回转台铰接耳的升降角以及悬臂的伸缩量。
三、控制过程及状态分析
将掘进机器人的工作状态分为五部分：（1）开始状态：在开始状态中，计算截割头的仿形截割过程各节点的位置坐标、计算截割头的外包络线，机器人并完成自检。控制系统可以通过传感器实时读取机器人的机体的姿态信息和截割头的姿态信息。（2）等待状态：当系统进入到等待状态时，判断机器人是否应该前进。如果需要前进，PLC控制行走机构向前行走。（3）运行状态：PLC根据机体运行的误差控制行走部调整机器人的运行轨迹。并判断是否到达截割位置，若到达，就将进入截割状态中。（4）截割状态：PLC先控制后支撑部的电磁阀，使后支撑放下，控制系统得知后支撑到位后，控制截割头开始截割。在当前横截面截割完成之后，发送后支撑抬起的命令到PLC中，等到PLC接收到后支撑抬起的完成命令以后，就进入等待状态。（5）截割断面轮廓修型状态：在掘进机器人完成当前断面截割工作之后，可能由于种种原因，造成断面边缘部分截割情况不理想，例如断面边缘处截割轮廓不光滑，有毛刺或者截割不完整，所以在当前断面截割完成以后，必须要对截割后的断面进行修型。修型过程如下：调整截割头回到左下角截割开始的位置，再控制截割头沿着断面的外轮廓截割，直到出现截割断面轮廓理想状态为止。
四、截割机构恒功率控制分析
随着煤岩的硬度值的变化，油缸的压力也相应的变化。若煤岩硬度值变大，油缸压力增大，表现为截割头摆动速度相应增加。这时，系统需要自动调节减小油泵流量，油泵流量减小，油缸的压力也随之减小，截割头摆动速度减小。若煤岩的硬度值增大，截割头的伸出速度要适当的减小。这样使机器人的截割工作始终保持恒功率。同理，若硬度值变小，油缸压力减小，系统要调节使油泵流量增大，截割头摆动速度增大。截割电机的电流变化可以很直观的反应机器人截割头外载荷的变化情况，外载荷增大，电流也随之增大、所以将截割电流的当前量作为反馈信号，输入到PLC中，可以实时的判断外载荷的变化情况，可以及时的对执行机构的工作状态做出调整。
五、掘进机器人PLC控制系统的设计
掘进机器人控制变量的研究：（1）PLC的输入变量主要包括：机体俯仰角传感器信号；机体的倾角传感器信号；激光显示屏坐标值；截割头姿态角；误差参数；截割电机的电流值；电机温度检测信号；漏电检测信号。（2）输出变量。PLC的输出主要控制各组电磁阀：这里所说的电磁阀，是一种插装换向阀，它们是一种用于控制油液开启、关闭的电磁阀。根据当前机器人的工作状态，判断机器人下一步的工作任务，根据机器人下一步的工作任务，控制相应的执行机构伺服阀动作，PLC的任务就是控制插装换向阀的开启与关闭，以间接控制各机构的伺服阀。
参 考 文 献
[1]杨公源.PLC应用实例与程序解说[M].电子工业出版社，2008
（1）：3～4
[2]廖长初.PLC编程与应用[M].机械工业出版社，2009（7）：5～7
[3]HansBerger.西门子S7-300/400编程语句表和结构化控制语言描述[M].人民邮电出版社，2008（4）：35～37
[4]龚仲华.S7200/300/400 PLC应用技术—提高篇[M].人民邮电出版社，2008（4）：42～43
[5]程子华.PLC原理与编程实例分析[M].国防工业出版社，2007
（1）：45～46