基于PLC的工业机器人示教系统开发_童玉林
基于PLC控制的工业机器人系统设计与实现
03
工业机器人系统设计
工业机器人系统需求分析
01
02
03
任务需求
明确工业机器人需要完成 的任务，如物料搬运、装 配、焊接等。
性能需求
确定工业机器人的运动性 能指标，如速度、加速度 、定位精度等。
可靠性需求
确保工业机器人在长时间 运行中保持稳定性和耐久 性。
工业机器人机械结构设计
机构类型选择
根据应用场景选择合适的机构类型，如关节型、串联型等。
控制系统性能测试
控制信号稳定性测试
通过在控制系统中添加反馈环节，监测控制信号的稳定性和抗干扰能力。
控制算法性能测试
针对控制系统中使用的算法，进行功能验证和性能测试，包括逻辑运算、数值计算等。
06
结论与展望
研究成果总结
系统设计
算法优化
成功构建了一个基于PLC控制的工业机器人 系统，实现了对机器人运动轨迹、速度、加 速度等参数的精确控制。
的数据交换和控制指令的发送。
05
系统测试与性能评估
系统测试方案与实施
测试计划制定
根据系统功能需求，制定详细的测 试计划，包括测试目标、测试内容 、测试方法等。
测试环境搭建
根据测试计划，搭建相应的测试环 境，包括机器人、PLC控制系统、 传感器等。
测试数据采集
通过测试程序，采集系统在各种工 况下的运行数据，如机器人运动轨 迹、控制信号等。
通过改进传统的运动控制算法，提高了机器 人的运动性能和稳定性，减少了运动轨迹的 误差。
实时监控
实验验证
系统具备实时监控功能，可以在线检测机器 人的运动状态和位置信息，及时发现并处理 异常情况。
经过多次实验验证，系统在各种条件下均表 现出良好的稳定性和可靠性，达到了预期的 设计目标。
《基于plc的工业机械手运动控制系统设计》开题报告
（5）根据控制系统的控制要求和所选PLC的I/O点的情况及高功能模块的情况，设计PLC用户程序，此时可采用梯形图、助记符或流程图语言的用户程序。PLC的用户程序体现了按照正确的顺序所要求的全部功能及其相互相关，编程时可用编程器或者计算机直接编程、修改，同时也可对PLC的工作状态、特殊功能进行设定。
由于劳力成本的逐步增加以及许多工厂和加工中心工作环境恶劣，采用机械手代替工人进行上下料必然会成为未来的一种发展趋势。欧美等发达国家早已采用机械手来代替人工上下料，从毛坯到加工成成品，整套生产线全部采用机械手来完成，己成为现代加工生产技术的主流发展方向。
三、研究内容、预计创新点和难点
在制造机械制造行业中机器人的更新换代，还有技术发展还是很快的。在本次设计中，设计了机械手控制系统，这样一个机器人的控制系统，该系统使用PLC可编程控制器，详细的介绍了通过PLC控制机械手运动的建模过程，通过这些编程还有设计能够达成的一些功能，实现机械手的运动。
（6）对所设计的PLC程序进行调试和修改，直至PLC完全实现系统所要求的控制功能。
五、主要参考文献
[1] 崔屹嵘, 吕栋腾. 晶圆机械手PLC控制系统的设计与实现[J]. 自动化与仪器仪表, 2019(10):26-29.
[2] 温毅, 李哲宇, 康文凯,等. 一种基于PLC的机械手控制系统设计[J]. 科技视界, 2020(15):3.
（2）被控系统基本动作有上升、下降、左转、右转、加紧、放松。本设计初步设想完成一次单循环机械手需完成八个顺序动作，确定这些动作之间的关系及完成这些动作的顺序。
（3）分配输入、输出设备，即确定哪些外围设备是送信号给PLC的，哪些外围设备是接受来自PLC的信号的，同时还要将PLC的输入、输出点与之一一对应，对I/O进行分配。在此基础上确定PLC的选型，本设计所选择的是西门子S7-200系列PLC
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摘要本文基于PLC的机械手控制系统设计实现了对机械手的自动控制，为机械手的工业应用提供了强有力的支撑。
文章首先介绍了机械手的概念、类型和特点，然后详细讲述了机械手控制系统的工作原理和设计实现。
通过实验验证，本文所设计的机械手控制系统可以实现对机械手的自动化控制和动作规划，具有较高的安全性和稳定性，同时具有广泛的适用性和可扩展性。
本文的研究成果对机械手的应用推广具有较大的意义。
关键词：PLC，机械手，控制系统，自动化控制，动作规划AbstractThis paper designs a mechanical arm control system based on PLC, which realizes the automatic control of the mechanical arm and provides strong support for the industrial application of the mechanical arm. This paper first introduces the concept, types and characteristics of mechanical arms, and then describes in detail the working principle and design implementation of mechanical arm control systems.Through experimental verification, the mechanical arm control system designed in this paper can achieve the automatic control and motion planning of the mechanical arm, with high safety and stability, as well as wide applicability and scalability. The research results of this paper have great significance for the application promotion of mechanical arms.Keywords: PLC, mechanical arm, control system, automaticcontrol, motion planning第一部分：引言随着工业无人化趋势的深入发展，机械手作为工业自动化的重要机器人之一，已经被广泛应用于工业制造、装配、取料、搬运等场景中。
基于可编程控制器的工业机器人设计与开发分析.doc
基于可编程控制器的工业机器人设计与开发分析工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机械装置。
它能自动工作，是一种依靠自身动力和控制能力实现各种功能的机器。
它可以接受人类的命令，也可以根据预先编程的程序运行。
现代工业机器人也可以根据人工智能技术设定的原理行动。
从工业机器人的特点出发，简要介绍了基于PLC的工业机器人关节DC伺服系统的设计，并简要分析了工业机器人的现状和发展。
关键词工业机器人先进技术工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。
它们是自动工作机器和特殊系统，依靠自身的动力和控制能力来实现各种功能。
工业机器人由于其高灵活性、高输出功率和精确定位，被广泛应用于制造的各个方面。
工业机器人以其高效、优质和稳定的运行，在工业的高效生产和稳定质量方面发挥着重要作用。
在生产方面，在以工业自动化为主要发展方向的政策下，中国自主开发了点焊、电弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装和码垛等工业机器人，实施了一批机器人应用项目，形成了一批机器人产业化基地。
这些发达的特种工业机器人极大地提高了中国的生产率和生产效率，对中国国民经济的发展起到了重要的推动作用。
就军事事务而言，世界上许多国家目前都致力于发展军事机器人，并且有在现代战争中进行正式投资的例子。
军用机器人主要用于更危险的方面，如探测、探测和炸弹处理。
军事机器人可以在对人类构成威胁的环境中自由行动，以便将士兵从充满死亡的战场上解放出来。
在人们的生活中，我们也可以找到机器人的影子。
医疗机器人已经被应用到世界上许多手术室的手术机器人中。
由医疗机器人和工业机器人结合而成的康复机器人给人们的生活带来了更多的便利。
第二，工业机器人的特点工业机器人最突出的特点如下:(1)可编程。
生产自动化的进一步发展是灵活启动。
工业机器人可以根据其工作环境的变化要求进行重新编程，从而在小批量、小品种的柔性制造过程中发挥很好的平衡和高效作用，是柔性制造系统的重要组成部分。
PLC控制下工业机器人系统操作实现
PLC控制下工业机器人系统操作实现1. 引言1.1 工业机器人概述工业机器人是一种能够自动执行工业任务的可编程机器设备。
它们被广泛应用于汽车制造、电子制造、食品加工等各个领域。
工业机器人通常由机械臂、控制系统、传感器等组成，可以完成重复性高、精度要求高的作业。
工业机器人不但能够提高生产效率，减少人力成本，还能保证产品质量的稳定性和一致性。
工业机器人具备多种运动方式，如直线运动、旋转运动、转向运动等，可以根据不同的任务需求进行程序编程和调整。
它们可以根据预先设定的程序进行自动化操作，能够高效地完成各种复杂的生产任务。
工业机器人还具有灵活性高、适应性强的特点，可以根据不同的生产环境和任务要求进行调整和应用。
工业机器人是现代工业生产中不可或缺的重要设备，它们的出现为工业生产带来了巨大的改变和发展。
随着技术的不断进步和应用广泛度的增加，工业机器人将在未来的工业生产中扮演更加重要和关键的角色。
1.2 PLC控制概述PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的设备，它可以根据预先输入的程序来控制各种工业设备的运行。
PLC控制系统由输入模块、中央处理器和输出模块组成，通过这些模块之间的信号传递和处理，实现对工业机器人系统的精确控制。
PLC控制系统具有可编程、可靠性高、灵活性强等特点。
通过编程软件可以方便地修改程序，适应不同工艺流程的需求；PLC系统采用模块化设计，若某一模块损坏，可方便更换维修；同时PLC系统的运行稳定性高，能够长时间保持稳定的工作状态。
在工业机器人系统中，PLC控制可以实现工艺流程的精确控制、运动轨迹的精准调整、生产效率的提高等功能。
通过PLC控制下的工业机器人系统，可以实现自动化生产线的高效运行，减少人力成本，提高生产效率和产品质量。
PLC控制在工业机器人系统中发挥着至关重要的作用，为工业制造业的自动化发展提供了强大支持。
随着技术的不断进步和应用领域的扩大，PLC控制系统在工业机器人系统中的应用前景将更为广阔。
基于PLC的机械手示教控制系统设计
技术创新控制系统您的论文得到两院院士关注基于PLC 的机械手示教控制系统设计Design of teaching control system for robot hand based on PLC(1.北京联合大学;2.中国农业机械化科学研究院)何英1霍罡1付新生2吴向阳2HE Ying HUO Gang FU Xin-sheng WU Xiang-yang摘要:本文介绍了基于可编程序控制器的六关节机械手示教控制系统的主要结构与控制方法。
该控制系统可在示教模式下完成对机械手四点以内的示教操作,并能在自动复现模式下再现示教的内容。
经实践证明,本示教系统控制精度高、可靠、性价比高、程序简捷、修改方便,实时性好。
关键词:机械手;示教控制系统;可编程序控制器中图分类号:TP273文献标识码:BAbstract:Control method and primary structure of teaching system for the six-joint robot hand based on PLC are introduced in this paper.Four-point teaching operation of robot hand under the teaching mode can be done,and the content of teaching under auto -matic mode can be repeated by this system.Proved by practice,there are many advantages on this teaching system,such as high control precision,reliable,great value for cost,brief,convenient for modification,good real time performance.Key words:robot hand;teaching control system;PLC文章编号:1008-0570(2010)12-1-0077-02引言工业机械手是工业机器人的一个重要分支。
PLC在机器人控制系统中的应用案例
PLC在机器人控制系统中的应用案例机器人控制系统在现代工业中发挥着重要的作用，它能够自动执行一系列复杂的任务，提高生产效率并减少人力资源成本。
在机器人控制系统中，可编程逻辑控制器（PLC）的应用日益普及。
本文将介绍几个具有代表性的PLC在机器人控制系统中的应用案例，以展示PLC在工业自动化中的重要性。
案例一：焊接机器人控制系统在汽车制造行业，焊接工作是一个常见且关键的工序。
传统上，焊接工作由人工完成，但效率低且存在质量不稳定的问题。
通过引入PLC，焊接机器人控制系统实现了自动化焊接过程。
PLC通过与传感器和执行器的连接，实时监测焊接质量、控制焊接参数，从而确保焊接质量的稳定性。
PLC还能够根据生产线的需求，灵活调整焊接机器人的工作模式和路径，实现批量生产和多种产品焊接的灵活转换。
案例二：物料搬运机器人控制系统在仓储物流行业，物料的搬运是一项重要而繁琐的任务。
传统的人工搬运方式容易出现疲劳和误操作，效率低下。
而引入PLC的物料搬运机器人控制系统能够实现自动搬运过程，提高搬运效率和准确性。
PLC通过与仓库管理系统的连接，能够准确获取物料的位置和数量信息，并根据需求进行分拣、装载和运输。
PLC还能够智能化地规划搬运路径，避免碰撞和拥堵，提高物料搬运的安全性和效率。
案例三：装配机器人控制系统在电子产品制造行业，装配工作需要高度的精确性和稳定性。
PLC在装配机器人控制系统中充当着重要的角色，实现了高效、准确的产品装配。
PLC通过与传感器的连接，能够实时检测装配工艺中的关键参数，如零件的位置、装配力度等。
基于这些数据，PLC能够控制机器人的动作，保证装配过程的准确性。
PLC还能够实现工艺参数的灵活调整，适应不同产品的装配需求。
结论PLC在机器人控制系统中的应用案例展示了其在工业自动化中的重要作用。
通过PLC的引入，机器人控制系统能够实现自动化、高效率、高准确性的生产过程，提高工业生产的竞争力。
随着技术的不断进步，PLC在机器人控制系统中的应用将会更加广泛，为工业自动化带来更多的创新和发展。
基于plcopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计
基于plcopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计从简到繁，由浅入深的探讨基于plcopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计：一、引言在当今工业制造领域，六轴工业机器人已经成为生产线上不可或缺的重要角色。
而要确保六轴工业机器人能够高效、精准地执行各种任务，其中运动控制功能块设计显得尤为重要。
plcopen作为一种开放式的可编程控制器标准，其在工业机器人运动控制领域的应用日益广泛。
本文将从plcopen的角度出发，深入探讨基于plcopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计。
二、plcopen简介1. 了解plcopen的基本概念plcopen是一种可编程控制器（PLC）标准，旨在提高各种PLC编程环境之间的互操作性。
它定义了基于IEC 61131-3标准的运动控制功能块的接口，使得控制器供应商能够提供可重用的控制功能块。
2. 应用于六轴工业机器人控制的优势plcopen标准在六轴工业机器人控制中的应用，使得不同品牌的机器人控制器之间能够更好地进行通信和协作，从而提升了工业机器人的灵活性和可编程性。
三、六轴工业机器人运动控制功能块设计1. 运动控制功能块的基本结构（1）位置控制功能块（2）速度控制功能块（3）加速度控制功能块（4）姿态控制功能块（5）路径规划功能块（6）同步控制功能块2. 基于plcopen的六轴机器人运动控制功能块设计在plcopen标准中，各种运动控制功能块的设计需要严格遵循标准接口规范，以确保不同品牌的机器人控制器能够正确识别和执行这些功能块。
3. 深入探讨六轴机器人运动控制功能块的应用基于plcopen的六轴机器人运动控制功能块设计不仅能够实现基本的位置、速度和姿态控制，还可以提供更加灵活的路径规划和同步控制功能，从而满足复杂工业场景下的要求。
四、个人观点和总结在工业制造领域，基于plcopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计是未来发展的趋势，其能够有效提高工业机器人的编程灵活性和可重用性。
工业机器人系统的PLC控制技术研究与设计
工业机器人系统的PLC控制技术研究与设计【摘要】本文旨在研究工业机器人系统中PLC控制技术的应用与设计。
通过对工业机器人系统的PLC控制技术进行概述和研究，揭示了其在自动化生产中的重要性和发展趋势。
具体包括PLC在工业机器人系统中的应用及其设计，以及未来研究方向的展望。
本研究旨在为工业机器人系统的PLC控制技术提供理论支持和实践指导，促进工业自动化技术的发展，并为工业生产提高效率和质量提供参考。
通过对工业机器人系统的PLC控制技术进行深入研究，不仅可以提高工业生产的自动化水平，同时也为未来工业智能化的发展提供重要的技术支持。
【关键词】工业机器人系统, PLC控制技术, 研究, 设计, 应用, 发展趋势, 重要性, 未来研究方向, 总结, 展望1. 引言1.1 研究背景工业机器人系统的PLC控制技术研究与设计是当前工业领域一个备受关注的研究方向。
随着工业自动化水平的不断提高，工业机器人系统在生产中的应用越来越广泛。
PLC作为工业控制系统中的重要组成部分，具有灵活性强、可编程性好、稳定性高等优点，已成为工业机器人系统控制中的主要手段之一。
研究背景中，我们需要了解到PLC技术的发展历史，以及在工业机器人系统中的应用情况。
随着工业机器人系统的普及和应用，对PLC控制技术的要求也越来越高。
针对工业机器人系统的特点和需求，对PLC控制技术进行深入研究和设计具有重要意义和价值。
1.2 研究意义工业机器人系统的PLC控制技术研究与设计在现代制造业中具有重要的意义。
PLC控制技术能够实现工业机器人系统的智能化和自动化操作，提高生产效率，减少人工成本，提升生产质量，从而提高企业的竞争力。
通过对PLC控制技术的研究与设计，可以更好地适应企业生产线的需求变化，实现生产过程的灵活性与高效性。
工业机器人系统的PLC控制技术研究与设计也对推动制造业的数字化转型和智能化发展具有积极的促进作用，有利于提升我国制造业的整体水平和国际竞争力。
基于PLC的工业机器人智能成品加工控制系统设计
基于PLC的工业机器人智能成品加工控制系统设计摘要工业机器人在现代制造业中扮演着重要的角色，其具有高效、准确、稳定等优点，但对于高精度、智能化的加工任务仍有较大挑战。
针对工业机器人在成品加工过程中存在的问题，本文提出了基于PLC的工业机器人智能成品加工控制系统，详细介绍了系统设计的原则和核心技术，包括机器人建模、路径规划、反馈控制等。
实验结果表明，该控制系统可以实现高精度的成品加工，具有较高的控制精度和稳定性，对于提高工业机器人的智能化水平有重要意义。
关键词：工业机器人；成品加工；智能化；PLC；控制系统AbstractIndustrial robots play an important role in modern manufacturing industry, which has advantages of efficiency, accuracy, stability, etc. However, there are still considerable challenges for high-precision and intelligent processing tasks. In view of the problems in the process of finished product processing, this paper proposes a PLC-based intelligent control system for industrial robot finished product processing, and introduces the design principles and core technologies of the system in detail, including robot modeling, path planning, feedback control, etc. The experimental results show that the control system can achieve high-precision finished product processing, with high control accuracy and stability, which is of great significance for improving the intelligent level of industrial robots.Keywords: Industrial Robot; Finished Product Processing;Intelligence; PLC; Control System一、绪论工业机器人是当代制造业中一种重要的自动化生产设备，已广泛应用于各种领域，如汽车制造、电子制造、航空航天等。
基于PLC控制的工业机器人系统
工业机器人的定义与分类
工业机器人
一种能够通过编程和自动控制来执行一系列动作的自动化机 器。
分类
根据应用领域和功能，工业机器人可分为搬运机器人、装配 机器人、喷涂机器人、焊接机器人等。
工业机器人在现代工业中的应用
01
02
03
自动化生产
工业机器人能够自动化执 行一系列生产制程序后，进行测试和调试，确保控制程序的正确性和稳 定性。
传感器数据的处理与反馈控制
1 2 3
传感器数据采集
通过传感器采集工业机器人的位置、速度、力矩 等参数，并将数据传输到PLC中进行处理。
数据处理与控制
在PLC中，对采集到的数据进行处理，根据预设 的控制算法进行反馈控制，调整工业机器人的动 作和运动状态。
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基于plc控制的工业机器人 系统
2023-11-11
目录
• 工业机器人概述 • 基于plc控制的工业机器人系统介绍 • 基于plc控制的工业机器人系统硬件设计 • 基于plc控制的工业机器人系统软件设计 • 基于plc控制的工业机器人系统调试与优化 • 基于plc控制的工业机器人系统案例分析
01
案例三：金属加工行业中的应用
总结词
高精度、高效率、高可靠性
详细描述
在金属加工行业中，PLC控制的工业机器人系统可以实现高精度、高效率和高度可靠的生产。通过 PLC控制，可以实现自动化加工和智能化生产，提高产品质量和生产效率。
案例四：物流行业中的应用
总结词
高效、准确、灵活
详细描述
在物流行业中，基于PLC控制的工业机器人系统可以实现货物的自动化分拣和搬运。通过PLC控制，可以提高分 拣和搬运的效率、准确性和灵活性，降低人力成本，提高物流效率。
基于PLC的工业机器人自动生产线实训设备系统的设计
基于PLC的工业机器人自动生产线实训设备系统的设计王厚英;张清辰;蓝春枫【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2022()3【摘要】效仿现代企业自动化生产线作业系统,设计了一套应用于教学实践基于工业机器人的自动生产线的实训设备。
实训设备以一实际的工件打磨、喷涂自动化生产线为蓝本,配置整个产线实训系统,系统硬件包括智能控制平台、四台6轴工业机器人、一台AGV小车、可编程控制器PLC等现代智能设备组成,实现工件的搬运、打磨、喷漆与码垛4种加工工序。
智能控制平台主要设备为控制柜、总控平台、工控机,其中控制柜作为机器人的控制中枢,用于机器人路径规划、参数设置等操作;总控平台主要用于实现产线设备之间的通讯,总控平台内置PLC,可实现与机器人、AGV小车的基本通讯;工控机用于布置WMS(智能仓储物流系统)、MES(制造执行系统),通过信息化系统实现生产过程管控、数据分析和生产过程等。
整套实训设备的工业机器人基于PLC核心控制下,采用Modbus/TCP、FROFINE协议,实现PLC、AGV小车整体实训设备系统的通信。
本设计根据产线工种的控制系统功能要求,对整个系统进行框架模块化设计,便于PLC作为系统核心部件,控制各加工工序工业机器人的加工运作,且加上运用AGV小车配合机器人运输各工位之间的物料,从而实现效仿企业产线上的自动化作业。
此实训设备的设计与教学上的运用,促使教学实施接轨融合企业生产元素,达到提高人才培养质量的目的。
【总页数】3页(P88-90)【作者】王厚英;张清辰;蓝春枫【作者单位】北海职业学院【正文语种】中文【中图分类】TP76【相关文献】1.分层合作与自主学习相结合教学模式在中职PLC实训教学中的实践初探r——以基于PLC控制的《自动生产线安装与调试》课程为例2.基于工业机器人与PLC的物料分拣教学实训平台设计3.基于PLC与工业机器人实训平台的设计与实现4.基于PLC的工业机器人实训平台设计与研制5.基于PLC与工业机器人的自动生产线智能包装系统设计因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于科技创新与CDIO项目化教改的《工业机器人操作与编程》实训项目开发
项目化教改的264中国设备工程 2023.10 （下）3.2 优化教学内容本课程的基本任务是：本课程以6个学习项目为教学内容的载体，通过6个学习项目使学生掌握工业机器人的操作、编程等技能，工业机器人的硬件原理，以及工业机器人系统的调试、测试能力。
项目以实际工程案例为主，分解为若干任务，由任务驱动，每个任务分解为相关知识、任务实施、任务提高，由浅入深，体现理实一体。
每个项目中的“任务扩展”环节作为拓展练习，图1 《工业机器人操作与编程》教学设计图2 “工业机器人防撞保护学习装置”实物图表1 《工业机器人操作与编程》项目化教学任务模块（或项目）名称序号单元（或任务）内容项目一：工业机器人工作站的基本介绍1任务一认识工作站硬件系统2任务二认识工作站控制系统项目二：手动操纵3任务一认识示教器4任务二机器人操作环境的基本配置5任务三机器人三种动作模式的基本点动6任务四机器人工具坐标系示教7任务五机器人工件坐标系示教项目三：基本程序及运动指令的编辑8任务一机器人画图轨迹示教9任务二机器人偏移轨迹示教项目四：I/O 通信指令的设定10任务一I/O 通信的设置11任务二使用吸盘搬运工件12任务三夹爪抓取工件项目五：机器人的程序控制指令的设定13任务一抓取和放置吸盘工具14任务二循环搬运程序的编制项目六：RAPID 高级程序指令的设定15任务一中断搬运程序的编制16任务二自动模式运行程序行“StopMove”指令停止运动，同理，当故障排除机器人端接收到105的组信号时，机器人则执行“StartMove”指令重新开始运动。
机器人端程序如表2所示。
结语通过本次基于科技创新与CDIO项目化教改的《工业机器人操作与编程》实训项目开发，对课程总体教学方案进行设计、优化教学内容、优化考核方式，并针对学校的工业机器人工作站实训设备引导学生开发设计科技创新实践项目，产生了以下改革效果。
（1）虚实结合有效提升课堂南财经工业职业技术学院等院校中得到了推广应用。
基于PLC控制的工业机器人系统的研究与实现共3篇
基于PLC控制的工业机器人系统的研究与实现共3篇基于PLC控制的工业机器人系统的研究与实现1近年来，工业机器人在生产制造领域中得到了越来越广泛的应用。
机器人系统不仅极大地提高了生产效率，还能有效地降低成本，降低劳动强度，保障了员工的安全。
本文将介绍一种基于PLC控制的工业机器人系统的研究与实现。
一、工业机器人系统概述：工业机器人系统是一种全自动化的复杂系统，能够自主完成各项生产制造任务。
其主要组成部分包括机器人本体、驱动装置、控制系统和配套设备等。
如下图所示，是一个典型的工业机器人系统框图。
机器人本体通常由机器人臂、手爪等组成，提供力量、力矩和控制手段。
驱动装置是控制机器人本体各关节运动的驱动器，通常采用电机或液压机构。
控制系统则负责控制机器人的运动轨迹、速度、力量、位置等。
其控制算法有多种，目前最为常用的是PLC控制。
配套设备则包括机器人周边的传感器、视觉系统以及其他外围设备，以实现机器人应用中的各项任务。
二、PLC控制：PLC（Programmable Logic Controller）即可编程逻辑控制器，是一种在工业自动化领域中，广泛应用于动力和过程控制的硬件和软件组合。
其主要是基于一个可编程的存储器（EPROM、EAROM、FLASH等）中的触发器（Memory cell）异步逻辑电路，达到控制自动化过程的目的。
其优点是结构简单、大容量、稳定可靠、可扩展性强、易于编程等。
PLC控制器通常包含了一个中央处理器（CPU）、主要存储器、输入/输出（I/O）模块以及其他人机接口等组件。
其中，CPU可理解为PLC控制器的“大脑”，也是控制指令生成和执行的中心。
主要存储器用于存储程序和数据。
I/O模块则负责与外部设备的交互，接收传感器数据和向执行机构发出控制信号。
其他人机接口则用于设置和监视程序、操作和维护PLC系统等。
三、基于PLC控制的工业机器人系统的实现：本文所实现的工业机器人系统采用的是PLC控制，其主要控制策略分为开环控制和闭环控制。
基于PLC的工业机器人示教系统开发
基于PLC的工业机器人示教系统开发
童玉林;马金玉;吴伟彪;鲍必辉
【期刊名称】《科技与创新》
【年(卷),期】2015(000)022
【摘要】提出了一种利用基于信捷XCM-32T-E运动型可编程控制器实现工业机器人运动的示教与再现功能的设计方法,通过控制工业机器人4个自由度的伺服电机,实现工业机器人的旋转、上升、下降、伸缩、夹紧、松开等功能,并根据位置记录、原点回归、示教再现等PLC程序完成示教,采用触摸屏作为输入调试设备。
试验结果表明,该系统能满足锻造、搬运等生产需求,设计程序简洁、更新方便,界面友好。
【总页数】2页(P3-4)
【作者】童玉林;马金玉;吴伟彪;鲍必辉
【作者单位】[1]温州兴机电器有限公司,浙江温州325000;[2]温州职业技术学院电气电子工程系,浙江温州325000
【正文语种】中文
【中图分类】TP242
【相关文献】
1.基于PLC的工业机器人示教系统开发
2.基于增强现实的6自由度工业机器人示教研究
3.基于Linux系统的通用工业机器人示教器开发
4.基于STM32F4的模拟工业机器人示教系统的设计与实现
5.PLC技术在工业机器人系统开发中的应用
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Development of Industrial Robot Teaching System based on PLC
Tong Yulin, Ma Jinyu, Wu Weibiao, Bao Bihui Abstract: This paper presents a based on movement of Xinjie XCM-32T-E can be programmable controller to achieve design method of teach and playback functions to the movement of an industrial robot, through industrial robot control four degrees of freedom of the servo motor, to achieve industrial robot rotation, up and down, stretching, clamping, loose, etc. function, and according to the recording position and return to the origin, as shown in the teaching and playback, etc. PLC program to complete teaching and the touch screen as input debugging equipment using. Experimental results show that the system can meet the requirements of forging, handling and other production, the design process is simple, easy to update, friendly interface. Key words: PLC; industrial robot; touch screen; mechanical system
令来动作，然后通过中间继
电器确定脉冲是否到位。确
定脉冲到位后，PLC 内部延
时，机器人抓开始抓取工件。
到一定时间后，机器人通过
比较指令来判断当前的点是
图 3 示教再现流程图
不是示教位置的最后一个点——如果是，机器人将回归原点并
结束，等待下一个启动信号；如果不是，机器人将进入下一个
循环，一直到示教点与最后一个点相等。
控制柜由以 PLC 为中心的控制电路组成，由触摸屏代替按 钮，对 PLC 中的程序进行控制，再由 PLC 发出信号传输给伺 服驱动器，从而达到控制机器人运行的目的。分别从 PLC 的 Y0、Y1、Y2、Y3 和 Y4、Y5、Y6、Y7 接出，分别对应 4 个伺 服放大器的脉冲输出端口和脉冲方向端口，使 PLC 可以控制工 业机器人各个关节的旋转距离（伺服电机的脉冲个数）与工业机 器人各个关节的转动位置（伺服电机的脉冲方向）。为了确保电 路的安全，需设置短路保护、过载保护。采用由伺服驱动器控制 的伺服电机来驱动工业机器人运行，由于控制的是抓取轻便的工 件，所以采用三菱 HF-KN43J-S100 伺服电机，功率为 0.2 kW。 伺服电机接线如图 2 所示。如图 2 所示，220 V 交流电接进来后 先进入空气开关，再经过熔断器的二次保护后接入伺服电机中， 为伺服电机供电。接入伺服放大器的 220 V 交流电要经过熔断 器和交流接触器进入伺服系统，以确保贵重器件的安全。
数据监控画面如图 4（c）所示。数据监控画面由指示灯部 分、数据监控部分、数据采集部分和手抓开合设定部分组成。 在指示灯部分中，可随时监控程序运行情况，亮着的小灯代表 当时所运行的程序，这样操作人员就可以了解到工业机器人的 当前位置；数据采集部分可以使我们通过对比记录的数据与当 前的数据，了解当前的工业机器人是否正常工作；手抓开合设 定部分可以调试事先预定的位置，以此确定此时的机器人抓是 否需要抓取工件。
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输入进 D8170、D8173、D817论机器人在哪个位置，当按下
触摸屏上的原点按钮，机器人都将回到原点位置，并等待下一
个启动信号。
示教再现的流程如图 3
所示。控制柜通电后，按下
触摸屏上的启动按钮，机器
人通过读取示教所记录的位
置和绝对位置（DDRVA）指
和急停进入 X，再经由 Y 输出，其地址分配如表 1 所示。
表 1 I/O 分配表
序号 1
234
5
6
7
8
9
输 PLC 出 输出
Y000
Y001
Y002 Y003
Y004
Y005
Y006
Y007
Y010
信 号
信号 名称
小臂脉 中臂脉 底座脉 手抓脉 小臂脉 中臂脉 底座脉 手抓脉 手抓开 冲输出 冲输出 冲输出 冲输出 冲输出 冲输出 冲输出 冲输出 合输出 信号 信号 信号 信号 方向 方向信号方向信号方向信号 信号
中臂下降（M1004）、底座左转（M1005）、底座右转（M1006）
这些按钮对工业机器人进行点动控制，将工业机器人移动至确
定位置，然后按下示教，并记录这组确定位置。
画面中间有数据监控的数据显示框，分别是小臂数据监控
（D10）、中臂数据监控（D12）、底座数据监控（D14）和手抓
数据监控（D16）。这 4 个数据监视窗口直接监控 D8170、D8173、
图 2 伺服电机接线图
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科技与创新┃Science and Technology & Innovation
3 控制流程的分析与程序设计
机器人示教前，将电源通电，通过触摸屏中的动作方向按
键对工业机器人进行点动控制，当机器人移动到位后，开始记
录脉冲数据和示教次数（区分脉冲的数据）。
电源通电后，通过触摸屏上的清零按钮清零数据（将 K0
D8176、D8179 中的数据，以实时监控 PLC 输出的脉冲。
右边主要用来设定小臂、中臂、底座、手抓伺服电机的速度，
2015 年 第 22 期
按项目要求确定机器人所需要的运行速度；同时，在示教画面中， 也设计有清零（M2002）按钮和原点（M2000）按钮。当需要重 新设定原点的时候，就要清零当前位置，也就是清零 D8170、 D8173、D8176、D8179 中的内部数据，将当前的位置设定为原 点。原点位置是为了可以将机器人快速送回到中间位置而设定 的，同时也可以在运行程序结束后将机器人送回到安全位置。 4.3 数据监控画面
机器人的结构设计：根据锻造加工所需实现的动作和运动 范围，工业机器人由机身、机械臂、手爪和 PLC 控制部分等组 成，由伺服电机驱动，PLC 控制，设置有 4 个自由度，分别实 现手臂的左右摆动、机身的左右旋转、手抓臂伸缩和抓取工件 等动作，以准确地抓取工件，并送到指定的工位。
利用 Pro/E wildfire 5.0 完成工业机器人的三维结构造型设 计和结构装配、干涉检测，并利用其仿真功能，发现强度方面 的薄弱环节，然后加强改进，最终得到工业机器人机械结构模 型，如图 1（a）所示。
且进行页面跳转。图 4（a）为触摸屏主画面，通过触摸屏的主
页面，可以实现对工业机器人的主要操作。
4.2 示教画面
示教画面主要是对工业机器人的点动位置进行调试，如图
4（b）所示。通过手抓左转（M1008）、手抓右转（M1007）、
小臂上升（M1001）、小臂下降（M1002）、中臂上升（M1003）、
中图分类号：TP242
文献标识码：A
DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.22.003
目前，示教再现机器人被广泛应用于汽车等机械制造行业。 示教与再现分别是指操作者预先示范运动轨迹，同时机器人记忆 示范过程中的程序、位置和相关信息，然后按照再现指令，逐条 取出并解析，以控制机器人重复运动轨迹，并将运动精度控制在 一定的范围内，如此完成所需动作。本文以面向锻造行业的工业 机器人为控制对象，在示教过程中利用伺服电机运动位置传感器 采集运动数据，通过控制器计算处理，建立新动作数据表，以控 制示教动作。利用新建的动作数据作为输出，实现机器人运动， 并把实时采样的传感器数据与运算所得到的传感器数据进行对 比，以验证运动控制精度，从而实现工业机器人运动的再现。 1 工业机器人机械系统设计
4 示教界面的设计
触摸屏是机器内部的一面镜子，它能及时、形象、准确地
反映出机器运作的各种情况，并以图形、指示灯等形式显示。
本工业机器人是通过触摸屏来调试的，在 PLC 的输入端口接入
开关或传感器等输入设备，在示教界面中分为三个部分，分别
为主画面、示教界面和数据监控界面。
4.1 主画面
主画面主要用来控制工业机器人的启动、停止和复位，并
摘 要：提出了一种利用基于信捷 XCM-32T-E 运动型可编程控制器实现工业机器人运动的示教与再现功能的设计方 法，通过控制工业机器人 4 个自由度的伺服电机，实现工业机器人的旋转、上升、下降、伸缩、夹紧、松开等功能，并 根据位置记录、原点回归、示教再现等 PLC 程序完成示教，采用触摸屏作为输入调试设备。试验结果表明，该系统能满 足锻造、搬运等生产需求，设计程序简洁、更新方便，界面友好。 关键词：PLC；工业机器人；触摸屏；机械系统
线等指令，可实现追踪控制功能。这些功能能够让工业机器人
顺利完成路径。该工业机器人有 8 个输出口 Y0～Y7，每个伺
服电机设置有 2 个限位开关传感器。手爪伺服电机有 1 个抓紧
传感器，共 7 个传感器，构成 7 个输入口 X0～X7。
工业机器人在自动运行和示教中由触摸屏上的按钮 M 来控
制进行点动、停止、清零和示教，所以在 I/O 表中，只有启动
机器人的计算机 CAE 过程：利用 Pro/E wildfire 4.0 完成造 型后，导入到 UG NX 中完成 NC 仿真加工，生成 NC 程序，并 利用数控加工中心完成数控加工。装配制造所得的零件，得到 机器人机械实物，如图 1（b）所示。