PLC控制机器人_原创文档.pdf

PLC控制机器人

摘要：本文以三菱FX1N系列PLC为基础，介绍PLC在三维教学机械手步进控制

指令（STL）中的设计与应用。该程序已在竞赛模拟三维机械手中获得了应用，

具有稳定、可靠的性能。随着自动化控制领域的不断发展，智能机械手的不断

推新，机器人手臂的智能化程度不断提升，连续多角度控制的机器人手臂的出

现，给机械手的教学带来了新的挑战。原来的教学机械手均以两维空间模拟仿

真教学为主。自2007年全国电工电子技能大赛以来，三维空间的机械手的教学

需求尤为突出。

关键词：机器人；PLC；三维空间

-1-

目录

1PLC特点-3-

1.1可靠性高，抗干扰能力强-3-

1.2硬件配套齐全，功能完善，适用性强-3-

1.3易学易用，深受工程技术人员欢迎-3-

1.4系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造-4-

1.5体积小，重量轻，能耗低-4-

2PLC应用领域-4-

2.1开关量的逻辑控制-4-

2.2模拟量控制-4-

2.3运动控制-4-

2.4过程控制-5-

2.5数据处理-5-

2.6通信及联网-5-

3PLC发展状况-5-

4维机械手的硬件结构-6-

5维机械手的工作过程-7-

6PLC硬件的选择和I/O点分配-8-

7控制程序的设计方法及编程运行-9-

结束语：错误!未定义书签。

参考文献：-12-

-2-

随着自动化控制领域的不断发展，智能机械手的不断推新，机器人手臂的智能化程

度不断提升，连续多角度控制的机器人手臂的出现，给机械手的教学带来了新的挑战。

原来的教学机械手均以两维空间模拟仿真教学为主。自2007年全国电工电子技能大赛

以来，三维空间的机械手的教学需求尤为突出。

1PLC特点

1.1可靠性高，抗干扰能力强

PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量

硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10~1/100，因触点接触不良造成的故障大为

减少。

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采

用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如

三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC

的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同

等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故

障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报

信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC

以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇

怪了。

1.2硬件配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，并且已经标准化、

系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行

系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端

子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，

可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的

数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗

透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机

界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

1.3易学易用，深受工程技术人员欢迎

PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语

言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接