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基于PLC的六自由度机械臂控制系统研究

摘要：如今的工厂生产对于机械臂的依赖程度越来越大，由于机械臂能够通过

对人体手臂的结构以及工作方式进行模拟，因此机械臂的发展对于生产生活的今

后发展具有十分重要的作用。六自由度机械臂是对人体优化程序学更高度模拟的

一种机械臂结构，因此其在工厂生产中的应用也十分常见，但是相比于传统的机

械臂结构，六自由度机械臂具有更加困难的操控步骤，因此导致其控制系统的开

发也在不断进步。本文主要基于PLC六自由度机械臂控制系统的研究，对机械臂

的操控提出了控制系统的调整模式，以期能够为今后六自由度机械臂更好的应用

做出微薄贡献。

关键词：PLC；控制系统；六自由度

目前六自由度机械臂的操控方法已经受到了有关人员高度的关注，本文作者经过多年工

作经验的总结，发现六自由度机械臂的控制系统依旧有着不小的提升空间，因此其控制系统

依旧有着较大的提升空间。在本次对机械臂的总结过程中，本文作者发现PLC控制系统对于

提升六自由度机械臂的操控性具有较好的作用，因此本文重点对PLC控制系统与六自由度机

械臂的结合策略进行分析和讨论。

一、六自由度机械臂结构分析

一般来说，六自由度的机械臂主要结构就是其整个臂展长度的六个转弯出，通过并排连

接的模式，使整个机械臂能够体现出人手臂的关节特征，确保其在工作过程中的精准和高效

率程度[1]。在如今的机械臂发展过程中，为了能够保证机械臂的运行速度和销量，一般都会

在机械臂的小臂位置装上气压设施，同时设施会通过接口与外部的设备进行连接，使六自由

度机械臂能够更好的保障运行平稳程度。从六自由度机械臂的结构可以看出，该设施虽然结

构的原理比较简单，但是由于其具有较高的人体优化程序学仿真程度，因此该机械臂的操控

体系也应该受到管理人员的重视[2]。

二、PLC控制系统分析及概述

控制系统在如今的PLC社会上已经有了较为广泛的应用，由于该系统在各类生产设备的

应用方面都比较强大，同时在抗干扰性方面首屈一指，因此PLC控制系统应用在目前来看相

当广泛[3]。例如，在如今人们的生活中，很多空调系统都应用了PLC系统进行全盘的规划，

对冷却水的使用以及溶液泵数据的采集都比较精准，因此能够更好的保证空调的制冷和发展，

因此目前的该系统已经被广泛的应用。从以上的内容中可以看出，在机械臂的应用方面，如

果能够大范围的使用PLC进行控制，对于六自由度机械臂的操控具有较强的引导作用，能够

使该系统在运转的过程中更加便于控制，进而提升生产设备的生产效率[4]。

三、PLC远程控制系统目前应用过程中存在的问题

虽然PLC远程控制系统优点十分显著，但是目前来看在应用的过程中依旧出现了不少的

问题。首先，远程控制人员的过程控制观念薄弱，会对生产的质量产生严重的影响，特别是

对机械臂操控的远程控制质量来说，它要求员工必须具备较高的综合素质能力，对于复杂的

远程控制技术有所了解。这一点主要体现于，远程控制人员为了缩短生产的周期，在远程控

制的过程中，刻意追求远程控制的速度，对于产品的质量问题，并未做过多的考虑，也就导

致产品存在一定的安全隐患。

其次，如果生产单位在对远程控制现场的管理过程中没有相应的管理框架作为支撑，就

会使在远程控制环节管理阶层对于远程控制现场管理的秩序混乱，从而使生产单位的领导阶

层在管理的过程中不能及时发现远程控制现场存在的安全问题和远程控制的质量问题，导致

机械臂操控项目远程控制的过程控制管理困难。例如，部分生产单位在对远程控制现场的管

理过程中没有相应比较完善的规章制度对远程控制的过程进行明文规定，这样就会导致部分

远程控制人员在工作的过程中钻管理的漏洞，使机械臂操控项目远程控制管理的秩序混乱，

整个生产的质量也不能够得到有效保障。

最后，机械臂操控的过程控制流程不规范主要表现为执行力较差这一现象。一方面，在

机械臂操控的过程控制环节，缺乏有效的监督和规范，对质量管理体系的运行产生了极大的

影响，在质量管理体系建立的过程中，依然按照传统的习惯，未能重视体系的重要性，没有

按照体系的相关规定进行运作，而且在执行的过程中，缺乏有效的监督，对产品生产各个环

节的把控出现质量问题。。

四、PLC系统应用于六自由度机械臂的注意事项

（一）提升过程控制观念

加强对员工过程控制观念的培养是实现六自由度机械臂控制优化过程控制整体质量提升

的重要措施。在设计现场中，由于其所涉及的工作内容相对较多，设计作业人员种类较为复

杂，使得主管部门很难对