㈠ 工業機器人運動控制用什麼控制器
工業機器人由主體、驅動系統和控制系統三個基本部分組成。主體即機座和執行機構，包括臂部、腕部和手部，有的機器人還有行走機構。大多數工業機器人有3～6個運動自由度，其中腕部通常有1～3個運動自由度；驅動系統包括動力裝置和傳動機構，用以使執行機構產生相應的動作；控制系統是按照輸入的程序對驅動系統和執行機構發出指令信號，並進行控制。
工業機器人按臂部的運動形式分為四種。直角坐標型的臂部可沿三個直角坐標移動；圓柱坐標型的臂部可作升降、回轉和伸縮動作；球坐標型的臂部能回轉、俯仰和伸縮；關節型的臂部有多個轉動關節。
工業機器人按執行機構運動的控制機能，又可分點位型和連續軌跡型。點位型只控制執行機構由一點到另一點的准確定位，適用於機床上下料、點焊和一般搬運、裝卸等作業；連續軌跡型可控制執行機構按給定的軌跡運動，適用於連續焊接和塗裝等作業。
工業機器人按程序輸入方式區分有編程輸入型和示教輸入型兩類。編程輸入型是將計算機上已編好的作業程序文件，通過RS232串口或者乙太網等通信方式傳送到機器人控制櫃。
示教輸入型的示教方法有兩種：一種是由操作者用手動控制器(示教操縱盒)，將指令信號傳給驅動系統，使執行機構按要求的動作順序和運動軌跡操演一遍；另一種是由操作者直接領動執行機構，按要求的動作順序和運動軌跡操演一遍。在示教過程的同時，工作程序的信息即自動存入程序存儲器中在機器人自動工作時，控制系統從程序存儲器中檢出相應信息，將指令信號傳給驅動機構，使執行機構再現示教的各種動作。示教輸入程序的工業機器人稱為示教再現型工業機器人。
具有觸覺、力覺或簡單的視覺的工業機器人，能在較為復雜的環境下工作；如具有識別功能或更進一步增加自適應、自學習功能，即成為智能型工業機器人。它能按照人給的「宏指令」自選或自編程序去適應環境，並自動完成更為復雜的工作。
機器人控制系統是機器人的大腦，是決定機器人功能和性能的主要因素。
工業機器人控制技術的主要任務就是控制工業機器人在工作空間中的運動位置、姿態和軌跡、操作順序及動作的時間等。具有編程簡單、軟體菜單操作、友好的人機交互界面、在線操作提示和使用方便等特點。
關鍵技術包括：
(1)開放性模塊化的控制系統體系結構：採用分布式CPU計算機結構，分為機器人控制器(RC)，運動控制器(MC)，光電隔離I/O控制板、感測器處理板和編程示教盒等。機器人控制器(RC)和編程示教盒通過串口/CAN匯流排進行通訊。機器人控制器(RC)的主計算機完成機器人的運動規劃、插補和位置伺服以及主控邏輯、數字I/O、感測器處理等功能，而編程示教盒完成信息的顯示和按鍵的輸入。
(2)模塊化層次化的控制器軟體系統：軟體系統建立在基於開源的實時多任務操作系統Linux上，採用分層和模塊化結構設計，以實現軟體系統的開放性。整個控制器軟體系統分為三個層次：硬體驅動層、核心層和應用層。三個層次分別面對不同的功能需求，對應不同層次的開發，系統中各個層次內部由若干個功能相對對立的模塊組成，這些功能模塊相互協作共同實現該層次所提供的功能。
(3)機器人的故障診斷與安全維護技術：通過各種信息，對機器人故障進行診斷，並進行相應維護，是保證機器人安全性的關鍵技術。
(4)網路化機器人控制器技術：當前機器人的應用工程由單台機器人工作站向機器人生產線發展，機器人控制器的聯網技術變得越來越重要。控制器上具有串口、現場匯流排及乙太網的聯網功能。可用於機器人控制器之間和機器人控制器同上位機的通訊，便於對機器人生產線進行監控、診斷和管理。
㈡ 機械化搬運代替人工搬運的有效手段有哪些
這個需要你自己找，不過我這有一篇概述發給你
簡介：機械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，適用於可變換生產品種的中、小批量自動化生產，廣泛應用於柔性自動線[1]。筆者開發的用於熱處理淬火加工的物料搬運機械手，採用PLC控制，是一種按預先設定的程序進行工件分揀、搬運和淬火加工的自動化裝置，可部分代替人工在高溫和危險的作業區進行單調持久的作業，並可根據工件的變化以及淬火工藝的要求隨時更改相關控制參數。
關鍵字：可編程式控制制器，機械手，定位控制
1引言
機械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，適用於可變換生產品種的中、小批量自動化生產，廣泛應用於柔性自動線[1]。筆者開發的用於熱處理淬火加工的物料搬運機械手，採用PLC控制，是一種按預先設定的程序進行工件分揀、搬運和淬火加工的自動化裝置，可部分代替人工在高溫和危險的作業區進行單調持久的作業，並可根據工件的變化以及淬火工藝的要求隨時更改相關控制參數。
2物料搬運機械手結構
物料搬運機械手為三自由度氣壓式圓柱坐標型機械手，主要由機座、腰部、水平手臂、垂直手臂、氣爪等部分組成。其中，腰部採用步進電機驅動旋轉，手臂及氣爪採用氣缸等氣動元件。對應的物料分揀裝置由4個普通氣缸構成，用以將不同長度的工件經分揀後送至各自的軌道中，並在軌道終端進行淬火加工，加工完畢後再由機械手抓取、搬運和分類堆放。機械手抓取長、短工件的順序不是固定的，要視物料分揀裝置的分揀結果以及長、短工件哪一個先到達軌道終端來定。但機械手對工件的堆放順序卻是固定的，要按照一定的規律堆放(如圖1中，長、短工件各放一邊，以4個為一組進行堆放)，並且堆放工件的位置精度也是有要求的。
3機械手控制系統組成
由於取工件和堆放工件都有定位精度要求，所以在機械手控制中，除了要對垂直手臂滑塊氣缸、氣爪等普通氣缸進行控制外，還要涉及到對水平手臂氣缸以及機械手腰部回轉的伺服控制。其中，機械手水平手臂氣缸的伺服控制採用氣動比例伺服控制系統;機械手的回轉控制則採用三相混和式步進電機及其控制系統。考慮到機械手工作的穩定性、可靠性以及各種控制元器件連接的靈活性和方便性，對這種混合驅動機械手採用PLC作為核心控制器，上述各控制對象都必須在PLC的統一控制下協同工作(如圖2所示)，PLC採用日本三菱公司的FX2N-32MR型PLC(16點輸入、16點輸出)。
步進電機選用深圳白山機電公司的BS110HB3L142-04型三相混合式步進電機，最大扭矩:12Nm;保持轉矩:13.5Nm;額定電流4.2A。步進電機驅動器性能的優劣，直接關繫到步進電機的正常運行，必須合理選配。為此，我們仍選擇白山公司與BS110三相混合式步進電機配套的Q3HB220M等角度恆力矩細分型驅動器，定位精度可達30000步/轉。為了確保步進電機控制的穩定性、可靠性以及便於日後維護，我們選擇與FX2N系列PLC配套的脈沖發生單元FX2N-1PG作為步進電機驅動器的控制單元[2]。PLC通過擴展電纜、控制信號以及FROM/TO指令對1PG進行控制，向1PG發出定位命令，然後由1PG通過向步進電機驅動器輸出指定數量的脈沖(最大100KPPS)來具體執行這個定位命令，從而最終實現PLC對步進電機的伺服定位控制，既提高了控制的靈活性和可靠性,又便於控製程序的編寫。
在圖2中，FX2N-1PG的FP和RP分別與步進電機的DR-和PU-端子相連，表示輸出脈沖類型分別為前向脈沖和反向脈沖。1PG的DOG端為確定步進電機原點位置時所用。在調試時，當步進電機接近原點位置時，應通過此端對應的按鈕接通24V電源，從而使步進電機開始以原點返回速度(爬行速度)轉動，以便在到達設定的原點位置時方便於PG0端的控制。PG0+和PG0-為步進電機到達原點位置時的停轉控制信號，需外加一個5V電源，正端接PG0+，負端通過開關K與PG0-相連。當步進電機在DOG信號的控制下緩慢轉動到達設定的原點位置時，可通過手動或行程開關觸發PG0+和PG0-，使兩端接通5V電源，於是電機停轉，並將原點位置記錄下來，存貯在1PG的BFM#26和#27這2個寄存器中，作為PLC對步進電機進一步控制的基準和重要參數。
氣動比例伺服控制系統採用德國Festo公司的相關產品，主要由HMP坐標氣缸、伺服定位控制器SPC200以及與之配套的內置位移感測器MLO-POT-0225、氣動伺服閥MPYE-5-1/8-LF-010-B和伺服定位控制連接器SPC-AIF-POT等裝置組成。在圖2的控制系統硬體接線中，主要涉及其中SPC200的DIO數字量I/O模塊的接線[3]。從該圖中可見，一方面PLC通過輸出端Y0-Y3控制SPC200的定位指令(RecordSelect工作方式)記錄號選取，並通過Y6啟動伺服定位;另一方面SPC200又通過定位任務完成信號Q0.4(MC-A)將定位執行情況反饋到PLC的輸入端X12，以便於PLC的程序控制。
在滑塊氣缸和氣爪上都安裝有磁性開關感測器，用於檢測氣缸活塞的位置。通過這些感測器的信號，並結合步進電機和氣動伺服的啟停信號，在PLC的控制下，就能夠對滑塊氣缸和氣爪對應的電磁閥進行控制，進而實現氣缸的動作。
4控制系統PLC程序設計
4.1步進電機初始化控製程序
PLC與1PG間通過FROM/TO指令進行聯系。通過TO指令，PLC將控制命令及參數寫入1PG的緩存，而在1PG控制下，步進電機的運行狀態則由PLC通過FROM指令讀入，以便程序處理。在圖3所示的部分步進電機初始化程序中，PLC一旦通電運行，便在每一個循環執行周期中將其M0～M15寄存器的內容寫入1PG的操作命令緩存「BFM#25」中，控制1PG的工作。同時，PLC還不斷從1PG的「BFM#28」、「BFM#27」和「BFM#26」緩存中讀入步進電機的運行狀態和當前位置值，以便在邏輯控制中通過對這些輸入值的處理來進一步控制機械手的動作。
按設計要求，同類型工件每4個為一組放置，兩種工件各自的堆放順序不能互相干擾。因此，同類型的4個工件搬運為一個基本循環，在各自的工件循環中分別設置了相應的工件計數標志位。
4.2機械手綜合控製程序
綜合前述的步進電機和氣動伺服控制技術，同時結合對垂直手臂滑塊氣缸、氣爪的控制要求,下面給出機械手完成一次定位並抓取工件的部分PLC程序
該程序表明:當工件分揀加工完畢後，機械手首先轉動一定的角度指向取工件位置，待步進電機定位結束後，垂直手臂滑塊氣缸活塞落下，然後水平手臂氣缸在氣動伺服控制下伸出設定的定位位移。定位位移是由PLC的輸出端子(Y2～Y0)控制SPC200輸入端子(I0.2～I0.0)的狀態來決定的，如附表所示，從而實現了PLC對氣動伺服定位的控制。當氣動伺服定位結束後，氣爪動作,夾緊工件。後續的搬運和放置工件的控製程序原理與之類似。
5結束語
上述針對機械手的控制方法充分利用了PLC和其它控制裝置的特性，結構緊湊、控制可靠，目前在現場運行良好。作為一個相對獨立的PLC控制系統，它還可以通過RS-485匯流排或CC-Link匯流排與生產線上的其它PLC及控制器組成工業控制網路,實現更進一步的自動化生產控制。