简述基于PLC的六轴机械手控制
如何用PLC来控制机械手
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1、
功的路 。20.10.1420.10.14Wednesday, October 14, 2020
成功源于不懈的努力，人生最大的敌人是自己怯懦
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2、
。1 6:07:17 16:07:1 716:071 0/14/2 020 4:07:17 PM
每天只看目标，别老想障碍
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。20.1 0.1416: 07:171 6:07Oct-2014-Oct-20
宁愿辛苦一阵子，不要辛苦一辈子
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。16:0 7:1716: 07:171 6:07We dnesda y, October 14, 2020
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积极向上的心态，是成功者的最基本要素 5、
。20.1 0.1420. 10.141 6:07:17 16:07:1 7Octobe r 14, 2020
SB9
输出端口配置
输出设备
输出端口编号 接考核箱对应端口
下降电磁阀KT0
Y00
H01
上升电磁阀KT1
Y01
H02
右移电磁阀KT2
Y02
H03
左移电磁阀KT3
Y03
H04
夹紧电磁阀KT4
Y04
H05
操作要求
• 按工艺要求画出控制流程图；
– 写出梯形图程序或语句程序（考生自选其一） ；
– 用FX2系列PLC简易编程器或计算机软件进行 程序输入；
4.1.3 用PLC来控制机械手
• 操作内容
工艺过程
原点
• （1）机械手“取与放”搬运系统，定义原点为 左上方所达到的极限位置，其左限位开关闭合 ，上限位开关闭合，机械手处于放松状态。
基于PLC的机械手控制设计
基于PLC的机械手控制设计基于PLC的机械手控制设计，是一种智能化的机械手控制方法，它利用PLC 控制器进行逻辑控制，使机械手能够自主地完成多种工作任务。
本文将介绍本方法的具体实现过程，包括机械结构设计、PLC程序设计以及控制算法设计。
一、机械结构设计机械结构是机械手的核心，合理的机械结构设计将为实现机械手的自主运动提供必要的保障。
机械手一般由控制系统、机械部分和执行机构三部分组成。
机械部分一般包含基座和移动结构，执行机构包括手臂和手指。
这里我们以一款三轴机械手为例进行介绍。
1. 机械手构造机械手采用了一种比较简单的三轴结构，主要有三个关节——一个旋转关节和两个平移关节。
机械手的底座固定在工作台上，三个关节通过模拟伺服电机的方式进行控制。
2. 机械手控制器机械手采用PLC控制器进行逻辑控制，PLC控制器由三个部分组成：输入接口、中央处理器和输出接口。
输入接口用于读取传感器信号，输出接口用于控制执行机构，中央处理器则用于控制机械手的运动。
二、PLC程序设计机械手的PLC程序设计主要分为四个部分：程序初始化、数据采集、运动控制和异常处理。
1.程序初始化机械手程序初始化主要包括程序开头的自诊断和状态检测，并根据检测结果自动执行不同的控制程序。
自诊断可以避免因器件故障等原因引起的机械手操作异常。
2.数据采集机械手需要收集外部环境数据和操作数据。
外部环境数据包括工作物品的坐标、大小、形状等信息，操作数据包括机械手应该执行的命令。
在采集数据时，机械手需要通过传感器或外部设备接口实现。
3.运动控制机械手的运动控制分为机械手移位运动和执行机构运动两个部分。
机械手移位运动需要根据采集到的工作物品信息以及执行机构的操作命令来控制机械手的运动轨迹。
执行机构运动控制则是将机械手的控制信号转换为电机运动信号。
4.异常处理机械手运动过程中可能会出现异常情况，例如碰撞、误差等，需要通过对异常情况的处理来保证机械手的安全和可靠性。
基于plc仿机器人指令实现机械手示教功能方法
基于plc仿机器人指令实现机械手示教功能方法在撰写文章之前，首先我想对您指定的主题进行一些全面评估和思考。
PLC（可编程逻辑控制器）是一种常见的工业控制设备，而机器人指令和机械手示教功能方法是与自动化生产密切相关的技术。
本文将以深度和广度兼具的方式来探讨如何基于PLC仿真机器人指令实现机械手示教功能方法。
1. 了解PLC的基本原理和工作方式- 介绍PLC的结构和功能- 讨论PLC在工业控制中的应用- 分析PLC与机器人指令的关联性2. 分析机器人指令的特点和功能- 探讨常见的机器人指令集- 解释机器人指令的工作原理- 讨论机器人指令在自动化生产中的重要性3. 讨论机械手示教功能方法及其在制造业中的应用- 介绍机械手示教的概念和原理- 分析机械手示教在工业生产中的作用- 探讨机械手示教方法的发展趋势和应用前景4. 探讨基于PLC仿真机器人指令实现机械手示教功能的方法- 分析使用PLC模拟机器人指令的可行性- 讨论基于PLC的机械手示教方法的优势和局限性- 探讨如何结合PLC和机械手示教功能进行自动化生产5. 分享个人观点和理解- 总结本文讨论的内容- 提出对基于PLC仿真机器人指令实现机械手示教功能方法的见解与建议根据上述思路，我将开始撰写一篇关于基于PLC仿机器人指令实现机械手示教功能方法的文章，以便深入了解并全面理解该主题。
在撰写过程中，请多次提及您指定的主题文字，并在文章中加入总结回顾性的内容。
文章将按照知识的文章格式进行布局，确保结构清晰、内容丰富。
文章总字数将超过3000字，并且不会出现字数统计，以确保其质量和深度。
PLC（可编程逻辑控制器）作为一种常见的工业控制设备，其基本原理和工作方式是我们深入学习和了解的重点。
在本节中，我们将更深入地探讨PLC的结构和功能，以及它在工业控制中的应用，并分析其与机器人指令的关联性。
让我们来了解一下PLC的基本原理和工作方式。
PLC是一种数字化的、专用的微处理器，主要用于工业领域的控制系统，它可以根据预先设定的程序执行各种各样的控制功能。
基于PLC机械手控制系统设计
2024-04-29
• 项目背景与意义 • 整体方案设计 • 硬件选型 • 程序设计 • PLC仿真 • 项目总结与展望
目录
Part
01
项目背景与意义
机械手控制系统优势
效率高、准确高
高生产自动化程度，有利于 提高材料的传送、工件的装 卸、刀具的更换以及机器的 装配等的自动化程度，提高 生产效率，降低生产成本
改善劳动条件
避免人身事故，代替人安全 地在高温、高压、低温、低 压、有灰尘、噪声、臭味、 有放射性或有其它毒性污染 以及工作空间狭窄等场合中 完成工作。
自动化程度高，成本低
采用PLC控制系统，实现远 程监控和自动调节，提高运 维效率，降低了人工成本。
Part
02
整体方案设计
系统硬件设计
plc选型 机械手的位置反馈是开关量控制，所需的I/0点数量并不多，所以使用一般 的小型plc的选择就可以了。由于所需要的 I/0 点数分别为 20 点和12 点， 因此本设计选用西门子S7-226来实现控制
2）通过下面一排拉杆模拟PLC输入信号，通过观察Q点输出亮灯情况检查程序。
组态制作
新建一个工程，触摸屏的类型选择TPC7062TD
2）制作主页面。
组态制作
在设备窗口中添加-通用串口父设备和西门子_S7200PPI
2）双击西门子_S7200PPI，增加设备通道，并且连接对应的数据库，是PLC与触摸屏互相通信。
Part
03
硬件选型
plc硬件接线图简图
选型与配置方案
PLC控制器
使用一般的小型plc的选择就可以 了。由于所需要的 I/0 点数分别 为 20 点和12 点，因此本设计选 用西门子S7-226来实现控制。
基于S7—200PLC的机械手运动控制
基于S7—200PLC的机械手运动控制0 引言工业机械手（以下简称机械手）是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代制造生产系统中的一个重要组成部分，越来越多地被研究和应用。
本设汁的控制系统采用小型可编程控制器S7—200PLC，具有编程简单、修改容易、可靠性高等优点。
1 机械手的选择根据古典力学的观点，物体在三维空间内的静止位置是由三个坐标或围绕三轴旋转的角度来决定的。
因此，物体的位置和方向（即关节的角度）能从理论上求得。
在实际生产生活中，机械手的自由度不是盲目模仿人手的动作来确定的，而是根据实际需要的动作，设计出最少自由度的机械手来满足作业要求。
所以一般专用机械手（不包括握紧动作）通常只具有2～3 个自由度。
而通用机械手则一般取4～5 个自由度。
本设计采用的机械手共有5 个自由度。
这五个自由度为机械手能够做出手臂伸缩、手臂上下摆动、手臂左右摆动、手腕回转、手指抓紧，该机械手示意图如图1 所示。
图1 机械手示意图2 动力装置的选择工业机械手要求精度非常高，所以本设计采用的是步进电机，步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数。
当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数宋控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
不过步进电机需要在驱动器的作用下才能正常工作，所以还要选择驱动器，本设计选择的是价格便宜而又方便使用的中美合资SH 系列步进电动机驱动器，主要由电源输入部分、信号输入部分、输出部分等，实物图和接线原理图分别如图2 和图3 所示。
图2 步进电机驱动模块实物图图3 驱动模块与步进电机的接线示意图电源输入部分：由电源模块提供，用两根导线连接，注意极性。
信号输入部分：信号源由PTO 主机提供。
由于PTO 提供的电平为24V，输入部分的电平为5V，中间加了保护电路。
基于PLC的机械手控制系统设计
基于PLC的机械手控制系统设计目录一、内容概括 (2)1. 研究背景和意义 (3)2. 国内外研究现状 (3)3. 研究目的和任务 (5)二、PLC技术基础 (6)三、机械手控制系统设计原理 (7)1. 机械手控制系统概述 (8)2. 机械手控制系统的组成 (9)3. 机械手控制系统的工作原理 (10)四、基于PLC的机械手控制系统设计 (11)1. 系统设计目标 (13)2. 系统设计方案 (13)3. 控制系统硬件设计 (15)4. 控制系统软件设计 (17)五、PLC在机械手控制系统中的应用实现 (18)1. PLC的选型与配置 (19)2. PLC的编程与调试 (20)3. 系统的人机界面设计 (22)4. 系统的安全性和可靠性设计 (24)六、系统实验与性能分析 (25)1. 实验目的和实验内容 (26)2. 实验方法和实验步骤 (26)3. 实验结果和分析 (28)七、系统优化与改进建议 (29)1. 系统优化方案 (30)2. 可能出现的问题及解决方案 (31)3. 对未来研究的建议 (32)八、结论 (34)1. 研究成果总结 (35)2. 对未来研究的展望 (36)一、内容概括本文档旨在阐述基于PLC（可编程逻辑控制器）的机械手控制系统的设计过程。
设计内容主要包括系统概述、系统需求分析、系统架构设计、硬件选型与配置、软件编程与调试等方面。
系统概述：介绍基于PLC的机械手控制系统的基本概念、应用领域及其在现代工业生产中的重要性。
系统需求分析：分析系统的功能需求、性能需求、环境需求等，明确系统的设计要求与目标。
系统架构设计：根据需求分析结果，设计系统的整体架构，包括PLC控制器、传感器、执行机构、人机界面等组成部分的布局与连接方式。
硬件选型与配置：根据系统架构设计，选择适当的硬件设备和传感器，进行配置与布局，确保系统的可靠性和稳定性。
软件编程与调试：基于PLC编程软件，编写控制程序，实现机械手的各项功能，包括运动控制、安全防护、数据处理等。
PLC控制的工业机械手设计
PLC控制的工业机械手设计概述工业机械手是现代工业生产中不可或缺的自动化设备之一，它能够完成复杂的操作任务，提高生产效率，减少人力成本，并确保产品质量的稳定性。
PLC（可编程逻辑控制器）作为自动化控制领域中的主要控制设备之一，为工业机械手的设计和控制提供了强大的支持。
本文将介绍PLC控制的工业机械手的设计原理和实际应用。
设计原理工业机械手的结构工业机械手一般由机械臂、末端执行器和控制系统组成。
机械臂通常由一个或多个关节组成，可以实现对工作区域内的物体的抓取、放置等动作。
末端执行器根据具体的任务需求，可以是夹持器、吸盘等。
控制系统包括PLC、传感器、编码器等，负责控制机械臂的运动和监测工作区域的状态。
PLC控制的工业机械手的工作原理PLC是通过编程实现对工业机械手的控制。
其主要工作流程如下：1.输入采集：PLC通过连接传感器和编码器等设备，实时采集工作区域内的状态信息，包括物体位置、力量、速度等。
2.逻辑控制：根据预设的逻辑程序，PLC对输入信息进行处理，并根据设定的条件判断机械手下一步的动作。
3.运动控制：PLC根据逻辑程序的结果，控制机械臂关节的运动，以及末端执行器的动作，完成相应的任务。
4.反馈监测：PLC持续监测工作区域的状态变化，如果发生异常情况，通过报警装置发出警报，同时关闭机械手系统，确保安全性。
实际应用PLC控制的工业机械手在许多生产领域都得到了广泛应用。
下面将介绍其中几个常见的应用场景。
汽车制造在汽车制造生产线上，PLC控制的工业机械手可以完成车身焊接、涂装、组装等任务。
例如，机械手可以根据传感器获取的车身尺寸信息，调整机械臂的位置和角度，并使用末端执行器进行焊接操作。
这种自动化的生产方式提高了生产效率和产品质量，并减少了人力成本。
电子产品组装在电子产品制造过程中，PLC控制的工业机械手可以完成电子零件的组装和检测。
机械手可以根据预先编写的程序，将电子零件按照指定的顺序组装到电路板上，并使用末端执行器固定电子零件。
基于plc的机械手控制系统设计(毕业设计)
Xinyu University毕业设计(论文)基于PLC的机械手控制系统设计****:***学号:**********专业:电气工程及其自动化指导教师:谢富珍副教授学院:电气与电子工程江西·新余独创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
其中除加以标注和致谢的地方，以及法律规定允许的之外，不包含其他人已经发表或撰写完成并以某种方式公开过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位或证书而作的材料。
其他同志对本研究所做的任何贡献均已在文中作了明确的说明并表示谢意。
本毕业设计（论文）成果是本人在新余学院期间在指导教师指导下取得的，成果归新余学院所有。
特此声明。
作者签名（手写）：签名日期：年月日版权使用授权书本毕业设计（论文）作者及指导教师完全了解新余学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）的复印件和磁盘，允许毕业设计（论文）被查阅和借阅。
作者签名（手写）：指导教师签名（手写）：日期：年月日日期：年月日论文题目：基于PLC的机械手控制系统设计专业：电气工程及其自动化学生姓名：何友良指导教师：谢富珍副教授摘要随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，生产工况也有趋于恶劣的态势，这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求，同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。
工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化，对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。
这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成伤害，如冶金、化工、医药、航空航天等。
在机械制造业中，机械手应用较多，发展较快。
目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料以及焊接、喷漆等作业，它可以按照事先制定的作业程序完成规定的操作，有些还具备有传感反馈能力，能应付外界的变化。
应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
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简述基于PLC的六轴机械手控制
摘要：本文通过对六轴机械手的控制系统、驱动系统以及程序设计等方面进
行了综合全面的分析，并利用基恩士PLC作为控制系统核心，利用伺服电机驱动
的操作方式，实现在应用过程中能够对工件进行灵活的抓取搬送，有效地提升了
六轴机械手的操作和控制水平。
关键词：PLC；六轴机械手；触摸屏；控制系统；CC_Link
随着工业生产智能化水平的不断提高，六轴机械手的应用范围也在不断扩大。
六轴机械手在应用过程中能够有效的替代人工来完成重复性操作的工作，有效的
降低了在恶劣的工作环境下人工工作的压力。
六轴机械手的应用能够有效的提升
工作效率，降低人工成本和劳动强度，更重要的是能够有效地提升企业的生产效率，保证人身安全的同时，也实现了自动化操作的目的。
一、六轴机械手系统组成及控制要求
（一）六轴机械手系统组成
六轴机械手设计的主要目的是为了能够更加高效的抓取、搬运工件，整体结
构设计是由三部分组成，其中包括执行机构、控制系统以及驱动机构。
在实际操
作运行过程中控制系统负责发出信号，驱动机构接收信号，驱动机构再将发出的
指令传递到执行机构，从而实现具体的控制命令和要求。
执行机构主要由三个部
分组成，分别是底座、臂以及夹具。
控制系统主要是以PLC为核心，利用程序的
编写和修改等方式来达到对机械手运行动作的实际控制；驱动机构在运行过程中
是利用伺服电机驱动方式，六轴机械手在运行过程中需要严格按照具体的流程和
步骤进行动作。
（二）六轴机械手控制要求
六轴机械手在实际运行过程中能够高效地模拟人的手臂完成工作内容。
在实
际应用过程中利用六轴机械手能够实现工件抓取、搬运的操作，其中1、2、3、4
轴是通过伺服电机带动轴承实现转动的，而5、6轴则是通过伺服电机带动皮带
实现转动的。
每个轴的伺服电机都有机械上的旋转范围，1轴伺服电机旋转范围为：±170°，2轴伺服电机旋转范围为：-100°~+135°，3轴伺服电机旋转范
围为：-209°~+76°，4轴伺服电机旋转范围为：±190°，5轴伺服电机旋转范
围为：±120°，6轴伺服电机旋转范围为：±360°，当接近旋转范围极限时，
六轴机械手会发生报警。
六轴机械手在操作的过程中主要是利用六轴出厂自带的
触摸屏进行操作控制，随着科学技术的不断应用，实现了自动化操作的同时也兼
有手动操作两种方式。
在利用手动操作的过程中，可以利用点击触摸屏上的手动
操作模式界面按钮，实现六轴机械手的某个轴进行单独动作操作。
自动操作方式
在应用过程中，六轴机械手的操作流程是按照特定的程序来完成整套动作。
在实
际应用过程中可以根据应用需求合理的选择自动和手动两种不同的操作方式。
二、六轴机械手控制系统
（一）系统的构成
在六轴机械手控制系统中包括了多个组成结构，电气控制系统是重要的组成
部分，而中央控制单元则是整个电气控制系统的核心。
由于PLC在应用过程中具
有性能优良的优势，应用的性价比相对较高，并且具有较强的抗干扰能力，在实
际应用过程中编程简单，能够适应多种复杂环境下的生产工作。
另外，整个系统
的体积相对较小，耗能相对较低也是其重要的优势。
所以，机械手控制系统利用PLC系统进行控制。
（二）控制原理
六轴机械手控制主要是利用伺服电机进行驱动的操作方式。
在操作的过程中，六轴机械手的六个轴的伺服电机相互配合，以此来实现模仿手臂来进行抓取动作的。
伺服驱动主要由伺服电机和伺服驱动器两个主要部分组成。
在系统操作的过
程中都是采用六台伺服电机分别带动6个轴关节运动。
驱动器在工作过程中严格
按照控制指令对信号进行输出控制，并通过PWM信号对伺服电机进行有效的驱动。
伺服驱动器的工作模式有很多种，系统在应用过程中大部分选择是位置控制模式。
伺服驱动需要利用伺服电机和伺服驱动器进行合理的匹配。
如果利用普通的电机
无则无法与伺服电机进行科学的匹配。
通常情况下，一种方式是可以选择不同品
牌的伺服驱动器和伺服电机。
在进行应用匹配的过程中，要对额定电压和电流进
行详细的检查，伺服驱动器需要与伺服电机的额定电压保持一致，伺服驱动器的
额定电流应不高于伺服电机的额定电流。
还有一种选择方式是选用相同品牌的伺
服驱动器和驱动电机，然后在根据特定的匹配表和要求做好匹配应用。
（三）程序设计
六轴机械手的控制器是通过基恩士的CC_Link模块与基恩士PLC进行通讯的，通过应用证明，利用CC_Link开发的网络控制系统具有实时性、开放性、保护功
能齐全、通信速率快、网络先进、布线方便等优点，有利于分散系统实现集中监控，提高系统自动化水平，减轻工人劳动强度，减少事故率，提高设备的使用寿命，节能降耗，提高效率的同时降低了成本。
在整个运行过程中三菱触摸屏进行
动作操作，基恩士PLC收集周边传感器信号，将信号处理之后再通过CC_Link传
输给六轴机械手控制器，六轴机械手接收到信号后通过控制器内程序处理，让六
轴机械手进行下一步运行。
在六轴机械手开始运行之前，需要将动作中需要走的点参数，点与点之间的
路径，点移动的速度进行提前设置，并存储在六轴机械手控制器内。
还需要进行
一次全方位的动作演示并做好复位工作，主要目的是为了能够确保六轴机械手在
抓取的过程中出现异常紧急停止，异常解除后都能让六轴机械手按照预定的轨迹
返回到初始位置。
六轴机械手在实际运行控制操作过程中需要进行顺序控制，并
利用步进顺控指令实施精准的编程。
结束语：
基于PLC的六轴机械手控制系统的设计和应用，有效的提升了六轴机械手控
制的效率，充分发挥了伺服电机应用优势，满足了对工件自由搬运的目的。
随着
工业智能化水平的不断提高，六轴机械手的利用效率也不断的提升，有效的降低
了人工成本费用，同时也具有控制灵活和操作简单的应用优势，在企业生产中获
得了广泛的应用。
参考文献：
[1]胡江, 阮观强. 基于PLC采摘机器人机械手控制系统改进设计[J]. 农机化研究, 2021, 43(03):03-04.
[2]朱文琦. 基于PLC和粒子群算法的采摘机械手电气控制系统[J]. 农机化研究, 2021, 043(012):238-241,246.
[3]陈瑜, 郑欢, 马瑞峻,等. 基于PLC的拔抛秧机械手监控系统设计与试验[J]. 华南农业大学学报, 2021, 42(05):07-08.。