机械手的控制方式及控制系统设计

一、要求机械手的PLC控制1．设备基本动作：机械手的动作过程分为顺序的8个工步：既从原位开始经下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移8个动作后完成一个循环（周期）回到原位。

并且只有当右工作台上无工件时，机械手才能从右上位下降，否则，在右上位等待。

2．控制程序可实现手动、自动两种操作方式；自动又分为单工步、单周期、连续三种工作方式。

3．设计既有自动方式也有手动方式满足上述要求的梯形图和相应的语句表。

4. 在实验室实验台上运行该程序。

二参考1. “PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200”书中212页“8.1.3机械手的控制”2. “机床电气控制”第三版王炳实主编书中156页“三、机械手控制的程序设计”。

3．“可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。

其中工作方式时手动、自动（单步）、单周期、连续；还有自动工作方式下的误操作禁止程序段（安全可靠）。

注解：“PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200”书中212页“8.1.3机械手的控制”例中只有手动和自动（连续）两种操作模式，使用顺序控制法编程。

PLC 机型选用CPM2A-40型，其内部继电器区和指令与CPM1A系列的CPM有所不同。

“机床电气控制”第三版王炳实主编书中156页“三、机械手控制的程序设计”。

本例中的程序是用三菱公司的F1系列的PLC指令编制。

有手动、自动（单工步、单周期、连续）操作方式。

手动方式与自动方式分开编程。

参考其编程思想。

“可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。

其中工作方式有手动、自动（单步）、单周期、连续；还有自动工作方式下的误操作禁止程序段（安全可靠）。

用CPM1A编程。

这里“误操作禁止”是指当自动（单工步、单周期、连续）工作方式时，按一次操作按钮自动运行方式开始，此后再按操作按钮属于错误操作，程序对错误操作不予响应。

机械手的控制设计随着制造业的发展，机械手已经成为不可或缺的自动化生产设备之一。

机械手的控制设计是机械手能够准确、灵活地完成生产任务的关键。

本文将介绍机械手控制系统的基本原理、常见控制技术和未来的发展趋势。

一、机械手控制系统的基本原理机械手控制系统的基本原理是将指令传输到机械手的控制器中，然后控制器将指令转化为控制信号并送达电机，从而控制机械手的运动。

通常，机械手控制系统包括以下几个方面：1. 传感器：用于测量机械手的位置、速度、力量、方向等参数，并将这些参数转化为电信号送到控制器中。

2. 控制器：用于接收传感器的信号，并通过计算、判断等操作，生成电气信号，控制机械手的运动，从而实现自动化操作。

3. 电机：用于驱动机械手的运动，根据控制器的信号控制机械手的运动速度、方向、力量等参数。

二、机械手控制技术机械手控制技术是实现机械手自动化操作的重要技术手段，常见的机械手控制技术主要包括以下几种：1. 点位控制技术：点位控制技术是指通过控制机械手的每个关节的运动来确定机械手的末端位置。

在点位控制技术中，通常采用PID控制器控制机械手的角度位置。

2. 轨迹控制技术：轨迹控制技术是指通过控制机械手沿一定的参考轨迹运动，从而实现特定的操作。

在轨迹控制技术中，通常需要根据轨迹规划算法生成参考轨迹，并采用开环或闭环控制策略进行控制。

3. 力控制技术：在一些质量检测和装配操作中，需要对机械手施加一定的力来完成操作。

在力控制技术中，需要通过力传感器或压力传感器等器件测量机械手的施力情况，然后采用适当的控制策略来控制机械手的力量，从而实现一定的装配和调整操作。

三、机械手控制系统的未来发展趋势随着自动化技术的迅速发展，机械手控制系统也在不断发展和完善，针对未来机械手控制系统的发展趋势可以从以下几个方面进行展望：1. 智能化：未来的机械手控制系统将更加智能化，增加复杂任务的规划和执行能力，实现更加快捷高效的生产操作。

在智能化方面，主要应用机器人视觉等先进技术。

小型搬运机械手的PLC控制系统设计
小型搬运机械手的PLC控制系统设计包括以下几个方面：
1. 确定系统需求：首先需要明确机械手的工作任务和工作环境，包
括搬运物品的重量、尺寸和形状，以及工作空间的限制。

2. 选择适当的PLC：根据系统需求选择合适的PLC，考虑其输入输
出点数、通信接口、处理能力和可靠性等因素。

3. 确定传感器和执行器：根据机械手的工作任务选择合适的传感器
和执行器，例如光电传感器、接近开关、压力传感器、伺服电机等。

4. 确定控制策略：根据机械手的工作任务确定控制策略，包括运动
控制、路径规划、物体识别等。

5. 编写PLC程序：根据控制策略编写PLC程序，使用相应的编程语
言（如 ladder diagram、structured text 等），实现机械手的自
动化控制。

6. 连接传感器和执行器：根据PLC的输入输出点数，将传感器和执
行器与PLC连接起来，确保数据的准确传输和控制信号的可靠输出。

7. 调试和测试：完成PLC程序编写后，进行调试和测试，验证系统
的功能和性能是否满足需求，对程序进行优化和修正。

8. 系统集成和实施：将PLC控制系统与机械手进行集成，确保系统
的稳定运行和安全性。

9. 运维和维护：定期对PLC控制系统进行维护和保养，包括检查传
感器和执行器的工作状态，更新PLC程序，修复故障等。

需要注意的是，小型搬运机械手的PLC控制系统设计需要根据具体
的应用场景和要求进行定制，以上仅为一般性的设计步骤和考虑因素，具体设计还需根据实际情况进行调整和优化。

《基于PLC的工业机械手运动控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，机械手运动控制系统在工业生产中扮演着越来越重要的角色。

传统的机械手控制系统通常采用单片机或嵌入式系统进行控制，但由于其处理能力和稳定性的限制，已经无法满足现代工业生产的高效、精确和可靠的要求。

因此，本文提出了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的工业机械手运动控制系统设计。

该系统采用先进的PLC技术，能够有效地提高机械手的控制精度、稳定性和可靠性，满足现代工业生产的需求。

二、系统设计1. 硬件设计本系统硬件部分主要包括PLC控制器、机械手本体、传感器、执行器等部分。

其中，PLC控制器是整个系统的核心，采用高性能的PLC模块，能够实现对机械手的精确控制。

机械手本体包括手臂、手腕、抓手等部分，通过执行器进行驱动和控制。

传感器则用于检测机械手的运动状态和位置信息，为控制系统的精确控制提供支持。

2. 软件设计软件部分是整个系统的关键，它决定了机械手的运动方式和控制精度。

本系统采用PLC编程软件进行程序设计，通过编写梯形图或指令代码来实现对机械手的控制。

程序包括主程序和控制程序两部分。

主程序负责控制整个系统的运行流程，而控制程序则负责实现对机械手的精确控制。

3. 控制策略本系统采用基于位置的控制策略，通过传感器实时检测机械手的位置信息，将位置信息与目标位置进行比较，计算出位置偏差，并通过执行器对机械手进行精确的控制。

同时，系统还具有速度控制和力控制等功能，能够根据实际需求进行灵活的调整和控制。

三、系统实现1. 硬件连接硬件连接是整个系统实现的基础。

首先需要将PLC控制器与机械手本体、传感器、执行器等部分进行连接，确保各部分之间的通信和信号传输畅通。

同时，还需要对硬件设备进行调试和测试，确保其正常工作。

2. 程序设计程序设计是整个系统的核心部分。

根据实际需求和机械手的运动特性，编写相应的梯形图或指令代码，实现对机械手的精确控制。

机械手PLC控制系统设计与装调机械手是一种用来代替人工完成重复性、繁琐或危险工作的机械装置。

PLC控制系统是一种可编程逻辑控制器，能够实现自动化控制和监控设备的功能。

机械手PLC控制系统设计与装调是指利用PLC控制系统来控制机械手的运动和动作。

1.系统需求分析：根据机械手的任务和要求，分析系统所需的功能和性能，确定系统的控制策略。

2.硬件设计：根据系统需求，设计PLC控制系统的硬件部分，包括选择适当的PLC、输入输出模块、传感器等设备，并进行布置和连线。

3.软件设计：根据机械手的动作和任务，设计PLC控制系统的软件部分，包括编写PLC程序、设置逻辑关系和时序控制等。

4.程序调试：将编写好的PLC程序烧写到PLC中，并进行调试和测试。

通过观察机械手的运动和动作，检查是否符合系统需求。

5.故障排除：在调试过程中，如果发现机械手运动不正常或出现故障，需要进行故障排除和修复，确保系统正常运行。

6.系统调试：将机械手与PLC控制系统进行连接，并进行整体调试和测试。

通过检查机械手的运动轨迹和动作正确性，验证系统是否满足设计要求。

在机械手PLC控制系统设计与装调过程中1.确保PLC控制系统性能和稳定性：选择适当的硬件设备，确保其性能能够满足系统需求；合理设计PLC程序，避免死循环和死锁等问题；对系统进行充分测试和调试，排除潜在的故障。

2.确保机械手安全和可靠运行：考虑机械手的载荷、速度、加速度等因素，设计合理的控制策略，确保机械手的安全运行；设置传感器和限位开关等装置，监控机械手的位置和状态，及时停止或调整其运动。

3.确保系统兼容性和扩展性：设计PLC控制系统时，考虑到未来可能的扩展需求和变化，留出足够的余地；选择具有通信接口和扩展模块等功能的PLC，方便与其他设备进行联动和协同控制。

4.提高系统的可操作性和可维护性：设计PLC程序时，考虑到操作人员的使用和维护需求，使系统界面友好且易于操作；合理安排PLC程序的模块结构和注释，便于后续维护和修改。

AUTO TIME109AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计时代汽车 1　引言机械手在工业科技中的应用时间较长，随着工业生产的不断发展进步，机械手的控制技术也得到了较为快速的发展。

人们在很早以前就希望能够借助其他的工具替代人类自身的手去从事重复性的工作，或者具有一定危险性的工作，从而提高工业的生产效率，同时也能规避人们在生产实际生产中碰到的危险情况。

此外，在一些特殊的场合中，必须要依靠机械手才能加以完成[1]。

未来机械手在工业生产中将发挥更大的作用，本文主要对机械手的控制方式及控制系统设计方法进行了较为详细的分析。

2　机械手原理概述机械手具有很多的优点，比如机械手比人的手具有更大的力气，能够干很多人手所无法干的事情，这样也能提高工业生产中的效率，同时采用机械手进行工业生产时的成本相对而言也会得到一定程度上的降低。

机械手通常由三部分组成，即机械部分，传感部分和控制部分。

其中，手部安装在手臂的前端，用来抓持物件，这是执行机构的主体，可根据被抓持物件的形状、重量、材料以及作业要求不同而具有多种结构形式。

控制部分包括控制系统和人机交互系统[2]。

对于机器机械手的控制方式及控制系统设计王建亮　刘瑞芬　李聪山西航天清华装备有限责任公司　山西省长治市　046000摘　要： 随着机械控制技术的不断发展进步，机械手在工业生产领域中的应用逐渐广泛，对于推动工业生产发挥了重要的作用。

机械手具有不同的控制方式，本文对机械手不同的控制方式进行了分析，之后对机械手的控制系统的设计方法及需要注意的关键环节进行了分析。

关键词：机械手；控制方式；控制系统人基本部件的控制系统，控制系统的任务是控制机械手的实际运动方式。

机械手的控制系统有开环和闭环两种控制方式，如果工业机械手没有信息反馈功能，那么它就是一个开环控制系统。

如果有信息反馈功能，它是一个闭环控制系统。

对于机器人基本组成的人机交互系统，人机交互系统是允许操作员参与机器人控制并与机器人通信的装置。

《基于PLC的工业机械手运动控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，PLC（可编程逻辑控制器）已成为工业控制领域中最重要的技术之一。

工业机械手作为自动化生产线上重要的执行机构，其运动控制系统的设计直接关系到生产效率和产品质量。

本文将详细介绍基于PLC的工业机械手运动控制系统设计，包括系统架构、硬件配置、软件设计以及实际应用等方面。

二、系统架构设计基于PLC的工业机械手运动控制系统采用分层式结构设计，主要包括上位机监控系统、PLC控制器和机械手执行机构三个部分。

其中，上位机监控系统负责人机交互、数据监控和系统管理等功能；PLC控制器负责接收上位机指令，控制机械手的运动；机械手执行机构包括电机、传感器、气动元件等，负责完成具体的动作。

三、硬件配置1. PLC控制器：选用高性能、高可靠性的PLC控制器，具备强大的运算能力和丰富的I/O接口，以满足机械手运动控制的需求。

2. 电机：根据机械手的具体需求，选用合适的电机类型和规格，如伺服电机、步进电机等。

3. 传感器：包括位置传感器、速度传感器、力传感器等，用于检测机械手的运动状态和外部环境信息。

4. 气动元件：包括气缸、电磁阀等，用于实现机械手的抓取和释放等功能。

四、软件设计1. 编程语言：采用PLC的编程语言，如梯形图、指令表等，进行程序编写和调试。

2. 控制算法：根据机械手的运动需求，设计合适的控制算法，如PID控制、轨迹规划等，以实现精确的运动控制。

3. 上位机监控系统：开发上位机监控软件，实现人机交互、数据监控和系统管理等功能。

监控软件应具备友好的界面、实时的数据显示和报警功能。

4. 通信协议：建立PLC控制器与上位机监控系统之间的通信协议，实现数据的实时传输和交互。

五、实际应用基于PLC的工业机械手运动控制系统在实际应用中表现出良好的性能和稳定性。

通过上位机监控系统，操作人员可以方便地监控机械手的运动状态和生产数据。

PLC控制器根据上位机的指令，精确地控制机械手的运动，实现高精度的抓取、搬运、装配等任务。

机械手的plc的设计方案机械手是一种能够模拟人手动作的自动化设备，广泛应用于工业生产中。

机械手的运动控制系统中，PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）起到了关键的作用。

下面是机械手PLC设计方案的详细介绍。

首先，机械手PLC的设计需要考虑到机械手的控制方式。

机械手的控制方式常见的有手动控制、自动控制以及远程控制等。

手动控制方式下，PLC需要能够实现对机械手各个关节的控制，并能够实时获取传感器等设备的信号，以便实时调整机械手的动作。

自动控制方式下，PLC则需要根据预先设定的程序，自主完成机械手的动作控制。

远程控制方式下，PLC需要支持远程通信功能，接收来自上位机或其他远程设备的指令，并将指令转化为机械手的动作。

其次，机械手PLC的设计需要考虑到机械手的安全性。

机械手在工作过程中可能会接触到危险物体，因此PLC需要具备安全防护功能，能够监测机械手的位置、速度等参数，并及时预警或停止机械手的运动。

此外，PLC还应该具备故障自诊功能，能够自动检测机械手及其附属设备的故障并及时报警。

再次，机械手PLC的设计需要考虑到机械手的精准度。

机械手在工作过程中需要完成各种精确的动作，因此PLC需要具备高精度的控制能力。

PLC需要能够实时获取传感器等设备的数据，将数据转化为机械手的动作指令，并能够根据需要对指令进行微调。

最后，机械手PLC的设计需要考虑到系统的可扩展性和易维护性。

PLC设计应该采用模块化的结构，能够方便进行新功能的添加和老功能的维护。

此外，PLC需要具备较高的可靠性和稳定性，能够在长时间运行中保持系统的正常工作。

总之，机械手PLC的设计方案需要结合机械手的控制方式、安全性、精准度以及可扩展性等方面的要求进行考虑。

通过科学的设计和合理的配置，能够实现机械手的高效、安全、稳定运行。

基于PLC的机械手控制设计本文主要介绍了基于PLC的机械手控制设计。

随着现代制造技术的不断发展，机械手在工业生产中的应用越来越广泛，机械手控制系统的控制方式也在不断更新迭代。

本文提出了一种基于PLC控制机械手的新型控制方案。

1.机械手的基本原理机械手是一种基于电气、电子、机械、气动等多种技术相结合的智能机器人，其通过伺服电机、减速器、编码器等组件，实现了对各类物品的精准抓取、搬运、插入、安装等功能。

机械手控制系统一般由PLC、传感器、驱动模块等组成。

2.PLC的基本原理PLC(可编程控制器)是一种基于逻辑控制的自动化控制系统，主要由CPU、存储器、输入/输出模块、通信模块等组成。

通过编写PLC程序，可以实现对各类自动化设备的控制和管理。

（1）PLC编程设计程序编写是PLC系统中最重要的部分，这里以三轴机械手为例，可以将机械手运动分解成若干个基本的运动要素：横向、竖向、旋转。

通过PLC程序让机械手根据场景要求完成一系列的运动需求。

（2）PLC输入输出配置PLC输入/输出配置是设计控制系统时非常重要的部分。

基于PLC的机械手控制系统，输入/输出模块可以通过编程实现对机械手的控制。

需要根据机械手控制系统对应的型号、规格、要求等，对PLC输入/输出模块进行配置。

（3）硬件选型与安装本文实现的基于PLC的机械手控制，需要选择适合的硬件设备完成组装，并进行布线和安装。

（4）系统调试和优化在完成硬件组装和软件编程后，需要对整个机械手控制系统进行调试和优化。

主要是通过测试各项运动功能是否符合预期要求、能否按时完成任务等。

（1）控制精度高：PLC的控制精度高，支持对伺服电机进行精准控制，可以保证机械手运动精度。

（2）程序编写灵活：PLC编程可以根据生产实际需求，灵活定制机械手的各个运动要素及相应动作。

（3）易于维护：PLC控制系统将整个机械手控制系统设备集成在一起，为运维和维护带来便利。

（4）可实现远程监控：PLC控制系统可以通过网络连接实现远程监控，实时获取机械手的运行状态和运动参数。

机械手电气控制系统设计电气控制系统是机械手的一个重要组成部分，它负责控制机械手的运动、姿态和工作程序等，以实现其预定的操作任务。

本文将结合实例，介绍机械手电气控制系统的设计思路和关键点。

1.设计思路1.1系统可靠性：机械手在工作过程中需要保证高度的可靠性和稳定性，电气控制系统的设计应考虑各种可能的故障，并采取相应的措施进行防护和容错处理。

1.2运动控制精度：机械手的运动需要高度准确的控制，因此电气控制系统应具备足够的精度，以确保机械手能够完成高精度的操作任务。

1.3灵活性和可扩展性：电气控制系统应具备良好的灵活性和可扩展性，能够适应不同的工作环境和任务需求，并能够方便地进行功能扩展和改进。

2.关键点2.1电气控制器选择：根据机械手的规模和需求，选择适当的电气控制器。

常见的选择包括PLC（可编程逻辑控制器）、DSP（数字信号处理器）等。

选择电气控制器时需要考虑其性能、功能、可靠性、扩展性和成本等因素。

2.2传感器选型：机械手的电气控制系统需要各种传感器来获取机械手关节的位置、速度、力矩等信息，以实现准确控制。

选择合适的传感器是电气控制系统设计中的关键环节，常用的传感器包括编码器、加速度计、光电传感器等。

2.3运动控制算法：机械手的运动控制是电气控制系统设计的核心，需要考虑机械手的运动规划、轨迹规划和动力学控制等问题。

常见的运动控制算法包括PID控制、模糊控制、遗传算法等，根据机械手的需求选择合适的算法。

2.4人机界面设计：为了方便操作和监控，机械手的电气控制系统需要设计一个人机界面，可以通过触摸屏、键盘、指示灯等方式实现对机械手的控制和状态显示。

3.实例分析以工业生产线上的机械手电气控制系统设计为例，该机械手需要完成从料盘上取出零件、装配、焊接等任务。

首先，选择PLC作为电气控制器，具备良好的可靠性和扩展性。

接下来，选择编码器作为关节位置传感器，通过读取编码器信号获取关节的实时位置信息。

针对机械手的运动控制，采用PID控制算法实现关节的位置和速度控制。