机器人手臂控制系统研究与实现
机器人手臂运动控制技术的工作原理
机器人手臂运动控制技术的工作原理机器人手臂运动控制技术是现代机器人技术中的一个重要分支，它是将机器人手臂运动控制的理论与实践相结合，利用计算机技术等现代科技手段，实现对机器人手臂的运动控制，从而让机器人能够准确地完成各种人类任务，例如工业生产，医疗等。
机器人手臂运动控制技术的工作原理(1)传感器检测机器人手臂的运动控制首先需要传感器检测来自环境的外部信息。
这些传感器可以检测机器人所处的环境，把检测到的信息传输到计算机中。
常见的传感器包括：压力传感器、位移传感器、红外线传感器、激光扫描仪等，不同的传感器用于不同的目的。
(2)运动规划机器人手臂的运动规划是在计算机中进行的。
当处理器从传感器获取到数据后，必须经过运动规划算法，以确定机器人可以通过哪些路径或轨迹达到目标位置。
运动规划算法的目的是确定机器人的最佳轨迹，这种轨迹可以使机器人在最短时间内到达目标点，同时使机器人的运动速度最小化。
(3)运动控制机器人手臂的运动控制就是执行运动规划算法生成的轨迹。
运动控制的目标是让机器人手臂运动到正确的位置并保持平稳。
由于时间和位置都必须以微小的时间间隔精确地控制，所以必须使用高精度控制算法。
例如: PID控制算法是一种常用的控制算法，它可使机器人手臂的位置、速度、加速度和角度等与目标点保持一定的误差范围。
(4)执行一旦机器人手臂的位置、速度、加速度和角度已经得到控制，机器人就可以执行设定好的任务了。
机器人手臂的任务可能会涉及各种复杂的操作，例如物体抓取、物体释放、物体旋转等。
执行任务的过程中，机器人手臂还需要适应不同的工作环境和工作条件。
(5)反馈控制机器人手臂的反馈控制是在执行任务时进行的。
系统从传感器中获取信号来跟踪机器人手臂的运动状态，以纠正系统中的误差，并调整运动规划和控制算法的参数以提高系统的性能。
这种反馈控制可以保证机器人手臂的运动一直保持在正确的轨迹上，使机器人稳定的进行各种工作任务。
总之，要实现机器人手臂的运动控制需要多种技术和理论的综合应用。
机器人手臂的运动控制与路径规划研究
机器人手臂的运动控制与路径规划研究一、引言机器人手臂是一种重要的高科技设备，广泛应用于生产制造、医疗卫生、航空航天、军事等领域。
随着机器人技术的发展，机器人手臂的控制和路径规划也越来越重要。
本文将对机器人手臂的运动控制与路径规划进行深入研究，以期提高机器人手臂的控制精度和效率。
二、机器人手臂的动力学原理机器人手臂的动力学原理是机器人手臂控制和路径规划的基础。
机器人手臂的动力学原理包括力学原理、运动学原理和控制原理。
机器人手臂的运动学原理主要涉及手臂的位移、速度和加速度，而动力学原理则涉及到机器人手臂动作中的力和力矩。
控制原理则负责控制机器人手臂的运动和力矩，以达到预定的目标。
三、机器人手臂的运动控制机器人手臂的运动控制包括控制器设计、控制策略和运动控制算法。
控制器设计涉及硬件电路的设计和软件编程的设计。
控制策略则决定了控制器对机器人手臂运动的反应方式。
基于控制策略，运动控制算法则实现了手臂的闭环控制。
机器人手臂的运动控制是机器人手臂控制的重要组成部分，直接影响到机器人手臂的控制性能。
四、机器人手臂的路径规划机器人手臂的路径规划是指在给定的环境中，找到一条机器人手臂规划路径，使得机器人手臂能够到达目标点并进行所需的操作。
机器人手臂的路径规划包括了环境建模、规划方法选择、运动控制算法等。
其中，环境建模是指将环境中的各种障碍物、物体位置等信息进行建模；规划方法选择则是指对于不同机器人手臂的应用环境，选择不同的路径规划方法；运动控制算法则负责将规划出的路径转换成手臂控制所需的信号，驱动机器人手臂正常运动，实现规划路径上的运动。
五、机器人手臂的应用机器人手臂广泛应用于各个领域。
在制造业中，机器人手臂被广泛应用于组装、加工等工作。
在医疗卫生领域，机器人手臂可作为外科手术机器人，协助医生进行手术操作。
在航空航天领域，机器人手臂则可用于卫星维护、太空站装备维护等。
在军事应用领域，机器人手臂可用于侦察、炸弹处理等任务。
机械臂控制系统设计与实现
机械臂控制系统设计与实现近年来，随着制造业的不断发展，机器人技术也得到了快速发展和广泛应用。
机械臂作为一种重要的机器人形式，其控制系统设计和实现同样具有重要意义。
本文将从机械臂控制系统的基本结构入手，探讨机械臂控制系统的设计与实现过程。
一、机械臂控制系统基本结构机械臂控制系统主要由硬件和软件两部分组成，其中硬件包括机械臂的机械结构和电气控制系统，软件则包括机械臂运动控制程序和人机交互界面等几个方面。
机械臂的机械结构是机械臂控制系统最基本的组成部分之一，其主要由手臂主体、关节、驱动器、传感器、执行器等部分构成。
手臂主体主要负责机械臂的承载和基础运动。
关节是连接相邻手臂的部件，其控制机械臂运动的方向以及角度大小。
驱动器则是用于驱动机械臂运动的电子部件，其可以根据控制信号改变输出的功率与速度。
传感器则是用于感应机械臂本身或外部环境的电子元器件，包括位置传感器、力传感器等。
执行器则是根据控制信号，将机械臂运动控制指令转换成机械执行动作的装置。
机械臂控制系统的电气控制部分，则主要由底层硬件电路、工业控制器和人机交互屏幕等组成。
底层硬件电路一般是机械臂各种电气元件的组成，包括电机、电容、电阻、开关等元件。
工业控制器主要负责机器人的自动化控制，是整个系统的“大脑”。
人机交互屏幕则是机械臂控制系统与操作人员之间的接口，通过其可以对机械臂执行动作进行控制，或获取机械臂的运动状态等信息。
机械臂控制系统的运动控制程序是通过工业控制器上的编程实现的，其可以控制机械臂实现各种精准运动轨迹，为机械臂的自动化控制打下坚实的基础。
此外，人机交互界面也是机械臂控制系统设计和实现中的重点之一，其需要通过易用性良好的图形界面，将复杂的机械臂运动算法简化成操作简单的指令，以降低机械臂操作的难度和工作复杂度。
二、机械臂控制系统的设计与实现1. 机械结构设计在机械臂控制系统的设计中，机械结构的设计是至关重要的。
其需要根据机械臂的工作环境和工作重载等因素进行统筹考虑，以确保机械臂在工作时能具备足够的可靠性和稳定性。
智能机器人手臂控制系统
智能机器人手臂控制系统智能机器人手臂控制系统是一种能够实现丰富功能的机器人系统。
它可以被用于完成各种各样的任务，如工业生产、医疗照顾、军事行动等领域。
该系统主要包括机器人手臂、传感器以及控制软件等组成部分。
机器人手臂是核心部分，它负责控制机器人的动作和姿态。
传感器则用来检测环境和机器人周围的物体，以支持机器人的决策和运动。
控制软件则是最为关键的部分，它用于处理机器人的输入和输出信息，并控制机器人按照指定的轨迹进行动作。
智能机器人手臂控制系统的应用非常广泛。
在工业生产领域中，机器人手臂可以被用于装配、焊接、喷涂、包装等。
它们可以在不需要人类操作的情况下，自动完成这些重复性简单的工作，从而提高了生产效率。
在医疗照顾领域，在机器人手臂的帮助下，病人可以得到更加精确和温柔的治疗和手术。
而在军事行动中，机器人手臂可以被用于拆弹、侦察等任务，从而避免士兵冒险。
为了提高机器人手臂的效率和智能化水平，研究人员一直在不断探索如何改进智能机器人手臂控制系统的技术。
一种智能化手臂控制系统需要包括以下几个部分：1. 控制器：机器人手臂控制器是连接机械手臂和计算机的关键件。
它通过电动机控制机械臂的旋转，以便机器人手臂完成工作。
同时，控制器可以将机器人手臂的传感器数据反馈给计算机，以便计算机根据反馈数据进行分析和判断，以完成机器人手臂的控制。
2. 传感器：智能机器人手臂上的传感器在不同的应用场景中有不同的形式。
例如，生产线上的机器人手臂需要精确的测量和定位技术来完成装配和组装任务。
而在医疗照顾中，机器人手臂需要配备高精度成像设备以进行手术和治疗。
传感器数据可以在计算机控制下，实时反馈给机器人手臂以便它能快速地判断和决策。
3. 软件：机器人手臂的软件包括应用程序、控制程序和算法。
应用程序集成了机器人手臂所涉及的不同组件，例如传感器，以及机器人手臂所执行的任务。
控制程序则实现了与控制器之间的通信。
算法可以使机器人手臂更加智能，包括学习算法和智能规划算法。
基于机器视觉的机械手臂运动控制技术研究
基于机器视觉的机械手臂运动控制技术研究1.前言“机器视觉的机械手臂运动控制技术”可以说是当今科技领域中的一项重大研究方向。
机器人已经成为实现智能制造的不二之选，而相比于人类，机器人在某些方面具有更高的准确性、稳定性和效率。
因此，开发出能够完成自主决策和操作的机器人技术，已经成为了科技工作者的必须之路。
本文将针对基于机器视觉的机械手臂运动控制技术进行研究，探讨其原理、优点及应用前景，分析当前研究存在的问题，并提出解决方案。
2.基本原理机器视觉技术是指通过图像采集、处理、分析、判断，在不同领域中对目标物体或者整个场景进行自动识别的一种技术。
当机器手臂运动控制技术与机器视觉技术结合起来时，机械手臂可以通过摄像头捕捉视频图像，对目标物体进行识别并生成轨迹路径，然后通过控制机械手臂各个关节的运动轨迹实现机械臂的自主移动，往返转动或锁定某一位置的任务，达到自动化生产的目的。
具体来说，机器视觉技术在机械手臂运动控制技术中的应用可以分为以下几个环节：A.图像采集：机械手臂搭载的摄像头可以采集工作环境中的图像。
图像中的目标物体包括形状、颜色、纹理等各种特征，为机械手臂进行后续任务提供了基础数据。
B.图像处理：图像处理是机器视觉技术的核心环节，其目的是对图像进行滤波、增强、分割、目标检测、特征提取等操作，提取出需要的信息。
C.目标跟踪：在图像处理的基础上，通过对目标物体的运动、速度等特征进行分析和判断，生成一个目标轨迹路径，为后续控制机械手臂运动提供了控制参数。
D.控制机械臂运动：通过设定好的轨迹路径控制机械手臂的运动，实现机械臂的自动化操作。
3.技术优势基于机器视觉的机械手臂运动控制技术相比于传统的机械手臂操作方式，具有如下几个优势：A.自主决策能力：在传统机械操作中，机械手臂必须经过程序员的编程才能运动，而基于机器视觉的机械手臂可以自主决策，避免了批量生产过程中延误问题，提高了生产效率。
B.功能强大：基于机器视觉的机械手臂可以对复杂的图像信息进行处理，包括形状、颜色、纹理等各种信息，具有更加精准的定位和识别能力。
机器人手臂动力学建模及系统动力学分析
机器人手臂动力学建模及系统动力学分析机器人手臂在工业生产中的应用越来越广泛，如汽车制造、飞机制造、电子工业等，但机器人手臂的运动和控制一直是一个研究的难点。
本文将介绍机器人手臂动力学建模及系统动力学分析方面的研究进展。
一、机器人手臂动力学建模机器人手臂动力学建模是机器人手臂运动学分析的进一步扩展，它对机器人手臂在特定工况下运动的动力学特征进行建模，求解机器人手臂各部分的运动学和动力学参数。
1. 机器人手臂运动学与动力学机器人手臂的关节运动可以用一组运动方程来描述，在机器人手臂运动学研究中，可以根据运动方程求出机器人手臂各部分的位置和速度。
但是机器人手臂在执行特定工况下的运动时需要考虑到力的作用，因此需要对机器人手臂的动力学特征进行建模。
机器人手臂的动力学特征可以用质点制定片段（元件）间相对运动方程和牛顿-欧拉动力学方程来进行描述。
质点片段相对运动方程是机器人手臂动力学建模的基础，通过它可以求解机器人手臂各部分的加速度以及各部分之间的运动关系。
而牛顿-欧拉动力学方程则用来描述机器人手臂部件的动态特征，对于不同工况下的机器人手臂运动，可以使用不同的动力学方程进行求解。
2. 机器人手臂运动学建模机器人手臂的运动学可以使用DH方法进行建模。
DH方法是指将机器人手臂的一系列关节和连接构件看作一个连续的系统，然后通过D（连杆长度）、A（自由度长度）、α（相邻关节连线夹角）和θ（相邻关节角度）这四个参数来描述机器人手臂的运动学特征。
机器人手臂的坐标系采用右手系，当机器人手臂的运动到某一特定位置时，可以通过求解其DH参数和转换矩阵来得到机器人手臂的各部分坐标。
在机器人手臂的运动学建模过程中，需要使用逆运动学求解算法，以确定机器人手臂各部分的运动方程。
3. 机器人手臂动力学建模机器人手臂的动力学建模需要考虑到不同工况下机器人手臂受到的外界力矩、加速度等因素，因此需要使用不同的动力学方程进行求解。
其中，最常用的是牛顿-欧拉动力学方程。
机器人手臂控制系统的设计与实现
机器人手臂控制系统的设计与实现机器人技术是现代科技的重要组成部分，而机器人手臂则是机器人中非常重要的一个构成部分。
机器人手臂可以像人类手臂一样进行各种各样的操作，并且还具有很高的精度和精确性。
因此，机器人手臂在现代工业中得到了广泛的应用。
为了能够更好地控制机器人手臂，今天我们将探讨机器人手臂控制系统的设计与实现。
1、机器人手臂控制系统的概述在设计机器人手臂控制系统时，首先需要了解机器人手臂的结构和控制方式。
机器人手臂通常由多个关节组成，每个关节都可以以某种方式旋转，使得手臂能够在三维空间中移动和定位。
机器人手臂的控制方式通常有三种，分别是手动控制、自动控制和半自动控制。
手动控制是由人类直接操纵机器人手臂，比如通过操纵杆或者手柄来控制机器人手臂的运动。
自动控制则是由计算机程序控制机器人手臂运动，而半自动控制则是手动和自动控制的混合体。
机器人手臂控制系统通常由硬件和软件两个部分组成。
硬件包括机器人手臂本身以及与之配套的传感器、执行器、控制器等，而软件则包括控制程序和运动规划算法等。
机器人手臂控制系统的主要任务是将人类的指令转化为机器人手臂的运动，并在运动过程中实时地进行监控和调整。
2、机器人手臂控制系统设计与实现的关键技术机器人手臂控制系统的设计与实现需要掌握多种技术，包括机电一体化技术、运动控制技术、传感技术、控制算法等。
其中，运动控制技术是机器人手臂控制系统设计中最关键的技术之一。
运动控制技术的主要任务是控制机器人手臂的各个关节进行旋转，使得机器人手臂能够向任意方向移动和定位。
传统的运动控制技术通常采用PID控制器，但是这种控制器容易受到噪声和干扰的影响，导致控制精度不够，因此需要采用更为先进的控制算法来提高控制精度。
另外，机器人手臂控制系统中，传感技术也是不可或缺的一部分。
传感器可以采集到机器人手臂的运动状态，比如位置、速度、加速度等信息，并通过数据处理和计算机算法得出最终的控制信号。
为了提高机器人手臂的控制精度，传感器的精度需要达到一定的水平。
机械手臂柔性控制技术研究
机械手臂柔性控制技术研究一、引言机械手臂是现代工业生产中广泛应用的一种工具，它能够模拟人手的运动，并进行精确的工作操作。
然而，在某些特定的应用场景下，传统的刚性控制技术不能满足需求，而柔性控制技术则被提出和研究。
本文将对机械手臂柔性控制技术进行详细的研究和分析。
二、机械手臂柔性控制技术的基本原理机械手臂柔性控制技术是通过在机械手臂的结构和控制系统中引入柔性元素，以提高系统的鲁棒性和适应性。
这种柔性元素可以是柔性关节、柔性传动机构以及柔性传感器等。
通过在机械手臂某些关键部位增加柔性元件，可以改变机械手臂的刚性特性，使其具有更好的自适应能力和动态响应性能。
三、机械手臂柔性控制技术的关键技术与挑战1. 柔性关节技术：柔性关节是实现机械手臂柔性控制的核心部件之一。
通过使用柔性关节，可以使手臂在受到外部干扰时能够快速调整，以保持系统的稳定性。
而且，柔性关节还可以提供更高的工作空间和更大的负载能力，从而提高机械手臂的适应性和灵活性。
2. 柔性传感器技术：柔性传感器是实现机械手臂柔性控制的另一个关键技术。
它可以感知并测量机械手臂作业过程中的变形和压力，从而实时反馈给控制系统，使其能够相应地调整控制策略和运动轨迹。
柔性传感器具有高度可定制性和易于安装的特点，可以很好地适应不同工作环境的需求。
3. 柔性控制算法：柔性控制技术的关键在于如何设计和实现有效的控制算法。
传统的刚性控制算法无法应对柔性元件引入后产生的非线性、时变和耦合等问题。
因此，需要设计新的控制算法来解决这些挑战，例如自适应控制、模糊控制、优化控制等。
这些控制算法能够根据实际情况动态调整控制策略，提高机械手臂的性能和鲁棒性。
四、机械手臂柔性控制技术的应用领域机械手臂柔性控制技术在许多领域具有广泛的应用前景。
首先，柔性控制技术可以应用于高精度组装和加工领域，以提高处理细微部件时的精准度和稳定性。
其次，柔性控制技术可以应用于医疗领域，用于开展微创手术和康复治疗等工作。
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机器人手臂控制系统研究与实现发表时间：2016-11-25T14:41:26.370Z 来源：《低碳地产》2016年10月第20期作者：赖伟贤[导读] 机器人手臂是机器人设计的一个重要部分，其控制系统则是整个机器人的核心部分之一，对机器人的平稳运行起着至关重要的作用。
本文介绍了机器人手臂的结构、硬件系统，提出采用PLC控制，并对控制系统及程序算法进行了设计研究，最终实现了基于PLC的机器人手臂的位置控制。
肇庆市技师学院广东肇庆 526060【摘要】机器人手臂是机器人设计的一个重要部分，其控制系统则是整个机器人的核心部分之一，对机器人的平稳运行起着至关重要的作用。
本文介绍了机器人手臂的结构、硬件系统，提出采用PLC控制，并对控制系统及程序算法进行了设计研究，最终实现了基于PLC的机器人手臂的位置控制。
【关键词】机器；手臂；控制系统；设计；分析引言机器人技术综合了多学科的发展成果，代表着一个国家的高科技发展水平，在人类生活应用领域的不断扩大引起了越来越多的关注。
近年来，各国的众多研究所都大力投入机器人的研究，使得机器人技术发展迅速。
而机器人手臂是机器人的一个重要部位，要实现机器人手臂运动的灵活性和功能性，就需要设计多自由度的机器人手臂控制系统。
为此，本文就基于PLC的机器人手臂位置控制算法进行研究，仅供参考。
1 机器人手臂的结构机器人手臂是工业机器人的微缩模型，它使用了PLC、传感器、位置控制、电机驱动等技术，具有零组件的自动输送、取拿和移送功能，是一个三轴多位置的机械装置。
图1为机器人手臂实物图，它由底座、限位开关、旋转编码器、垂直升降臂、水平伸缩臂、旋转腰部和末端的机械手爪构成。
除末端执行器外共有三个自由度。
传动装置采用电气传动:升降臂作垂直升降运动，水平臂作水平伸缩运动，腰部作水平旋转运动，机械手爪做松开或夹紧动作。
除此之外，在承载底座的铝板之下还有电气接线面板，包括电源、电气驱动板、信号转接板、保护电平转换板、步进电机驱动器、空气开关等。
机器人手臂各轴的动作范围如下:(1)升降臂:上下运动行程为70mm；(2)水平臂:水平运动行程为100mm；(3)腰部旋转:水平旋转180°。
机械手爪的张、合和腰部旋转的运行由直流电机驱动；机器人手臂的垂直手臂和水平手臂由步进电机控制。
本系统应用的是型号为DL-022M-I的步进电机驱动器驱动两相式步进电机。
输入信号板的功能是将设备上旋转编码器和限位开关的信号转换为统一电平的驱动信号，方便设备与控制器之间信号的传递，该信号板使用的是高电平驱动方式；输出信号板的功能是将控制器输出的信号转换为统一电平的驱动信号，也是为方便控制器与被驱动设备之间信号的传递，该信号板使用的也是高电平驱动方式。
2 机器人手臂的硬件系统2.1 机器人手臂系统控制平台机器人手臂控制系统采用的ControlLogix系统模块有处理器模块、I/O模块、电源模块、EtherNet及DeviceNet通信模块。
2.2 控制系统的总体架构2.2.1 控制系统结构机器人手臂位置控制系统采用单机控制模式，其控制系统的架构如图2所示。
2.2.2 输入输出配线在本系统中，安装在各轴上的限位开关用来检测手臂和腰部的位置:当碰到某一限位开关时，限位开关闭合，此时高电平信号作为输入信号传递给PLC，PLC根据输入信号的变化，按照程序驱动相应电动机运转。
在本系统中，控制对象的I/O点数如下:限位开关8个:水平手臂、垂直手臂及腰部各2个，开关量输入8个；控制按钮3个:启动、停止及复位按钮，开关量输入3个；脉冲输入1个:腰部旋转的脉冲信号，开关量输入1个；直流电机2个:为了实现直流电机正反转，2个直流电机占用4个开关量输出端口；步进电机2个:每个步进电机需要一个端口来控制方向，一个端口来产生脉冲，所以2个步进电机占用了4个开关量输出端口。
总计:开关量输入12个，开关量输出8个。
将机器人手臂的输入输出端口与控制平台相应的输入输出模块连接，其接线示意图如图3所示。
2.2.3 输入输出地址分配根据机器人手臂位置控制系统要实现的功能及设备接线示意图，对输入输出点的地址分配如表1和表2所示。
3 机器人手臂位置控制系统的软件设计机器人手臂位置控制系统由软件和硬件两大部分组成。
机器人手臂位置控制系统的软件设计包括使用网络组态软件RSNetWorx进行相关网络的组态，利用编程软件RSLogix5000进行I/O模块、通信模块的建立，控制系统程序的开发，以及利用RSView SE监控软件实现上位机界面动态监控。
最后，对系统进行运行调试并达到预期的目标。
3.1 控制系统的功能本系统机器人手臂的运行空间如图4所示。
机器人手臂要实现的功能是:在其可运行的空间里(图4所示的半空心圆柱)，能够到任意指定的地方抓取物料，并且将其放置在任意指定的地方，而且在整个运行过程结束后用时最短。
3.2 控制系统的算法实现3.2.1 水平手臂和垂直手臂的位置控制机器人手臂的水平和垂直手臂均是由步进电机控制。
PLC产生两路信号，一路为步进脉冲信号CP，步进电机驱动器每接收一个脉冲信号CP，就驱动步进电机旋转一步距角，脉冲信号CP的频率和步进电机的转速成正比，脉冲信号CP的个数决定了步进电机旋转的角度。
另一路为方向电平信号DIR，当DIR为高电平时，步进电机顺时针旋转；当DIR为低电平时，步进电机逆时针旋转。
多次测量得到的脉冲数据如表3所示，X轴每前伸或后缩1mm需要给步进电机60个脉冲信号，Y轴每上升或下降1mm需要81个脉冲信号，通过控制输入给步进电机的脉冲信号个数控制机器人手臂运行的距离。
至于伸臂或缩臂，升臂或降臂，则需要控制步进电机的方向信号。
在该系统中，两个步进电机的方向信号为高电平时，伸臂和降臂；相反，则缩臂和升臂。
3.2.2 腰部旋转的位置控制在控制机器人手臂水平旋转的直流减速电机的后端轴上固定有增量式光电编码器，在腰部旋转时会产生一系列的脉冲。
通过计数该旋转脉冲数可以控制腰部的旋转角度，该控制为闭环控制。
通过数次测试，腰部旋转180°取平均值得到234个脉冲，旋转1°需要1.33个脉冲。
3.2.3 综合控制在该系统的功能中提到，要实现系统在一个周期运行下来时间最短，因此就不能在某一个时间点只驱动某一部分，必须控制水平手臂、垂直手臂和腰部三者同时运行，等三者都到达指定的地方时，再让手爪抓取或放下物料。
假设机械手爪当前的位置为A点，需将物料从B点移送到C点，若设手爪从A点到B点再到C点的每个过程的时间为T1、T2、T3，则其完成一次任务的时间为T=T1+T2+T3；若在B点和C点间循环往复地抓取和放置物料，则T=T1+n•(T2+T3)。
在T的计算公式里，T1、T2、T3分别为每个阶段水平手臂、垂直手臂和腰部运行的耗时最长者的时间。
3.3 控制系统程序实现机器人手臂位置控制系统的PLC梯形图程序有系统自动控制程序设计和回原点程序设计，利用编程软件RSLogix5000编写梯形图，主要使用顺序控制的设计方法。
步骤如下:首先根据系统工艺过程，画出程序流程图，然后根据程序流程图画出梯形图。
3.3.1 程序流程图该控制系统功能的实现是基于机器人手臂当前所停留位置的已知。
利用上文所提到的例子，设A点的坐标为A(X0，θ0，Y0)，B(X1，θ1，Y1)，C(X2，θ2，Y2)，则该系统的程序流程图如图5所示。
3.3.2 控制系统程序设计思路(1)自动程序设计思路自动程序的设计主要是要实现机器人手臂的单周期或多周期自动循环工作。
要实现在其可运行空间里，在任意指定位置抓取和放置物料，需要考虑位置数据的输入，水平手臂位置数据输入的梯形图如图6所示。
图中X_Start、X_Stop、X_Current分别指水平手臂抓取物料、放置物料及当前位置的数据值，经过计算得到X_Result1和X_Result2，将正值直接赋给X_Result1_1和X_Result2_2，若是负值则需先取反再赋值，此数据即是手臂需要运行的距离。
根据距离与脉冲数的关系可以得到控制电机运行的脉冲个数，并将结果作为相应的计数器的预置值。
另外，X_Result1和X_Result2的正负还可以决定电机正转或反转，即水平手臂的伸缩状态。
图6实现的是水平手臂先从186mm的地方运行到200mm的地方抓取物料，然后再运行到220mm的地方放下物料。
垂直手臂、腰部旋转的数据输入方式与水平手臂一样。
由于水平手臂伸缩、垂直手臂升降和腰部旋转的控制都是计数脉冲个数，所以可以利用计数器的通断作为下一步是否变为活动步的条件。
(2)回原点程序设计思路回原点程序的设计目的是实现在机器人手臂停止工作时，能够停留在初始位置；同时，初始位置可作为下次机器人手臂运行的当前位置，方便操作。
在按下复位按钮之后，系统会检测机器人手臂的水平手臂是否处于缩回状态(接触到缩回限位开关)，垂直手臂是否处于下降状态(接触到下降限位开关)，腰部是否处于顺向旋转的极限位置(接触到顺向旋转的限位开关)。
若不是，则驱动相应的电机运行，使机器人手臂回到原点。
不过，系统执行回原点程序的前提是，机械手爪处于张开状态，如果处于夹紧状态，说明启动或停止按钮还处于按下状态，即使按下复位按钮也不会执行回原点程序。
4 运行结果及分析基于以上硬件与软件的研究，设计了一个视觉识别的象棋机器人手臂。
该手臂可以模拟人的手臂，当操作者在上位机操作下象棋的时候，硬件部分就可以迅速找到该棋子并抓取放置到指定位置。
上位机操作界面如图7所示。
通过调试，系统通电运行，机器人手臂能够在系统控制作用下，顺序地完成所安排的各种动作，如循环地抓取和放置物料，回到原点等。
机器人手臂控制系统可以很好地解决控制器在速度快、精度要求高的条件下完成工作的问题；同时也解决多轴同步运动控制的技术难题；同时还可以轻松地给机器人增加外部传感器和网际控制功能。
输出信号对于输入信号反应灵敏，能够及时根据接收到的状态信号驱动相应电机运行。
5 结语综上所述，机器人手臂是机器人重要构成部件,体现了机电一体化多学科互相结合、互相渗透的特点,涉及机械工程、自动控制理论及人工智能等领域,为多学科交叉实践学习提供了很好的平台,非常适合用于电气自动化技能教学和实训。
因此，研究机器人手臂控制系统具有一定的现实意义。
本文主要对机器人手臂控制系统进行研究，了解其工作原理，并完成了设备的接线，进行了控制系统的软件设计。
在实现机器人手臂基本功能的前提之下，确定一种算法，实验证明,该系统是学生掌握控制理论与技术的一种切实可行的实验教学系统。
参考文献[1]石勇.机器人手臂控制系统研究与实现[J].合肥工业大学.2011[2]赵杰,任思璟,崔崇信.基于ARM的危险作业机器人机械臂控制系统设计[J].工业仪表与自动化装置.2012[3]吴学礼,刘浩南,许晴.机器人手臂控制系统的设计与研究[J].河北科技大学学报.2014。