凌辰PLC辅助六关节机械臂进行物料装卸。

在机械加工领域，机床上下料过程的自动化程度直接影响生产效率和人工成本。虽然传统的桁架机械臂已实现一定程度的自动化，但仍存在灵活性不足、编程复杂、兼容性差等问题，难以满足多品种、小批量生产的灵活需求。客户基于现有桁架机械臂控制方案，提出了新的设备开发需求，其核心目标是开发一种通用、简便易用的六自由度机械臂上下料系统，实现一台或多台数控机床的自动化上下料，从而降低成本、提高效率。

凌辰科技 该方案以LC1000系列PLC、六轴伺服系统和触摸屏为核心，提供集成解决方案，满足六关节机械臂上下料设备对多轴同步控制、高精度定位和简易编程示教的严格要求。该方案助力机床加工实现自动化升级。

绩效指标

客户对六关节机械臂控制系统有具体的性能要求：

重复定位精度：±0.02~±0.05mm

终端TCP最大线路速度：1.5~3.0米/秒

最大关节转速：J1-J2轴150-200°/s，J3-J6轴200-400°/s

技术实施难点

手摇轮运动跟踪：通过手摇轮发送脉冲信号，可以实现机械臂的正向运动（旋转手摇轮使单个关节轴J1-J6独立旋转，控制器通过DH运动学模型实时计算并显示末端执行器在笛卡尔空间中的位姿坐标）和反向运动（切换模式后，手摇轮控制末端执行器沿X/Y/Z轴平移或绕Rx/Ry/Rz轴旋转，控制器自动进行逆运动学计算，驱动各关节协同运动，实现末端执行器的精确定位）。手动示教控制。

伪代码编写：为了降低操作门槛，有必要支持简化的编程方法，以便现场人员能够快速完成程序编写和调试。

平稳运行加工：在高速运转过程中，必须保证关节运动的平稳性，避免晃动和冲击，并保证抓取精度和设备稳定性。

凌辰科技提供以LC1000系列PLC、六轴伺服系统和触摸屏为中心的一体化解决方案，以满足六关节机械臂上下料设备的严格要求。

硬件配置
该方案采用凌辰LC1000系列PLC作为主控核心，配备2个凌辰IO模块实现信号采集和执行控制，并通过凌辰触摸屏完成人机交互和示教编程。伺服驱动系统采用一台六轴伺服驱动器均匀驱动六个伺服电机。

六轴伺服配置：
J1 基座旋转（S 轴）：2.0kW 中等惯量伺服电机，额定扭矩 6.4N·m
J2臂俯仰（L轴）：1.5kW中惯量伺服电机，额定扭矩4.8N·m，带制动器防止坠落
J3 前臂俯仰（U 轴）：1.0kW 中等惯量伺服电机，额定扭矩 3.2N·m
J4 腕部旋转（R 轴）：0.4kW 小惯性伺服电机，额定扭矩 1.3N·m
J5 腕部摆动（B 轴）：0.4kW 小惯性伺服电机，额定扭矩 1.3N·m
J6 端旋转（T 轴）：0.2kW 微型伺服电机，额定扭矩 0.64N·m

核心技术实施
① 六轴同步全闭环伺服位置控制

控制器同步读取来自六轴高精度编码器的实时关节姿态数据，与预设空间目标点进行实时差值计算，并动态同步调节六个伺服电机的输出功率和运行速度。该控制器配备自重抵消和摩擦抑制算法，可缓冲悬臂梁的振动和启停冲击，无需逐轴手动调节参数即可自动匹配末端运行速度，从而能够长时间高速连续装卸物料并进行搬运作业，从根本上解决轨迹偏差、机身抖动和定位不准等问题。

② 空间轨迹自适应动态姿态补偿技术

采用分段平滑轨迹规划，实现复杂三维空间中的精确运动。当机械臂的臂长和关节角度发生变化时，六轴同步连杆机构实时调整运动行程和关节角度，平滑地避开工位和工件转折点。消除转弯和启停位置过多的启停缓冲动作，避免高速反转过程中工件的端部抖动和冲击，确保长时间作业时工件抓取的稳定定位和姿态一致性。

③ 六轴同步闭环动态反馈过程

关节编码器姿态采集→控制器多轴协同差值计算→六轴伺服同步功率调节→实时反馈机械臂末端实际姿态，形成微秒级联动闭环控制，保证机械臂末端运动轨迹和抓取姿态的稳定平衡，消除高速生产过程中人工干预和校正的需要。

④ 加载自适应六轴姿态补偿逻辑

该系统实时识别末端承重和各关节旋转幅度的变化，自动生成六轴协同校正轨迹，驱动多个关节同步调整空间位置和姿态，解决轨迹拐点、速度突变和启停瞬间的动力冲击，确保机械臂末端高速运行无超行程、无抖动、无定位偏差，且每次抓取工件的姿态高度一致。

集成控制和高效总线

内置机器人运动库：该控制器集成了原生机器人运动库，无需购买独立的机器人控制器，减少了硬件投资，实现了控制逻辑和运动控制的深度集成，从而形成了更精简的系统架构。

点对点示教编程极大地简化了调试过程：只需通过点对点示教对六关节机械臂进行编程，无需编写复杂的代码。操作人员可以快速上手，从而大大缩短设备部署和调试周期。

EtherCAT工业总线架构：以凌辰LC1008运动控制器为核心，通过EtherCAT总线实现伺服、模拟、编码器、机器人等设备的统一控制。深度优化EtherCAT任务资源调度机制，从底层保证轴控制运动和机器人任务的无冲突抢占式执行，从根本上保障系统运行的实时性和稳定性。

快速调试和易于扩展：故障停机调试时间≤1小时；单个控制器可驱动多达32轴伺服电机，具有强大的扩展性，轻松满足未来生产线升级和产能提升的需求。

质量飞跃

耗材加工合格率显著提高，有效减少了废品损失，降低了返工缺陷产品的成本，从生产源头控制了质量。

产能突破

实现不间断连续生产，更换磁盘过程中无停机时间，显著提高设备利用率；精确控制生产参数，机械臂高速稳定运行，更全面地释放生产能力。

成本优化

集成机器人控制器集成了多种设备功能，省去了单独购买运动控制卡和机器人控制器的额外硬件成本。

简化操作和维护

系统架构成熟稳定，故障告警和故障排除过程简单直观，无需复杂的专业技能即可快速解决问题；故障排除和调试的停机时间≤1小时，显著降低了后期设备售后维护的服务成本。

苏州临辰自动化计算机有限公司成立于2006年，是一家秉承“为客户创造价值，实现合作共赢”经营理念的企业。公司为工业计算机、运动控制、测试测量、机器视觉、机器人等各类自动化设备提供核心组件和系统解决方案。目前，临辰拥有两家全资子公司：苏州迅亚自动化科技有限公司和苏州迅亚自动化科技有限公司。LingChen 苏州机器人有限公司是一家集机器人销售和直线传动产品研发、生产、销售于一体的企业。凭借在专业化、精细化、差异化和创新方面的卓越表现，公司于2025年荣获工信部颁发的“小巨人”专业化创新型企业称号，标志着企业发展迈上了一个新台阶。未来，公司将继续推动中国智能制造产业的发展与创新。

在自动化控制网络的各个层级中，凌辰科技的产品涵盖了设备层、控制层和信息层的所有产品。

临辰工业机箱采用工业级坚固结构、优异的散热性能和防尘设计，为关键计算核心提供全方位的物理保护，即使在振动、灰尘和宽温差等恶劣的工业环境中也能确保持续稳定的运行。

临辰嵌入式工业计算机采用紧凑坚固的工业级设计，集成了高性能计算、丰富的I/O接口以及宽温宽压适应性。专为机器视觉、边缘计算、自动化设备等嵌入式应用场景打造，在有限的空间内提供稳定可靠的智能核心，助力智能制造和物联网应用。

临辰运动控制卡最多可控制 32 个运动轴，并可同时支持控制多达 512 个 DI 点和 512 个 DO 点，最大总线通信周期为 250µs。在运动控制方面，它们支持单轴相对运动、绝对运动、点动运动和驱动回零运动；多轴插补；多轴点台运动；以及电子齿轮运动等功能。

临辰LMC系列运动控制器基于开放式硬实时内核（抖动

临辰NAC控制器以强大的总线扩展能力为核心，支持4个EtherCAT主站，可实现对每个工作站256轴和总共4096个I/O点的精确控制。其运动控制功能全面而强大：不仅支持基本的点、线、圆插补，还具备五轴插补、轨迹样条平滑、动态坐标系等高级功能；集成了振动抑制、软着陆、高精度位置比较输出等功能，并拥有8个独立的插补系统和连续插补能力，能够满足复杂轨迹和高速同步的需求。开发环境开放灵活，支持C++、C#、Python等多种语言，可直接在实时系统内进行编程，显著提升了集成和调试效率。

临辰PLC控制器严格遵循PLCopen规范和IEC-61131-3国际标准，集高性能、小尺寸、模块化设计于一体，易于开发，部署灵活。它们广泛适用于3C、锂电池、包装、印刷等领域的自动化设备和生产线系统，并可扩展为物流、汽车、日用品等组合生产线中的网络通信节点，满足内外网络隔离、高速总线通信、实时数据处理等需求，为各种工业场景提供稳定可靠的控制核心。

临辰工业网卡专为严苛的工业环境而设计，具备10/100/1000Mbps自适应能力，可提供稳定可靠的高速网络连接。凭借抗干扰、浪涌保护和宽温工作等特性，广泛应用于运动控制、机器视觉和自动化系统等关键场景。产品采用灵活的安装设计（标配全高支架，可选配半高支架），可广泛集成到各种智能制造设备和工业网络中。

凌辰科技提供全系列IO模块解决方案，灵活满足各种工业自动化需求。

LC/LD系列可扩展IO模块：支持EtherCAT、Profinet、Ethernet/IP和Modbus TCP等多种协议，可灵活扩展数字、模拟、温度、压力、脉冲等采集模块，广泛应用于3C、锂电池、半导体、汽车、医疗等领域。

MINI 系列 IO 模块：尺寸紧凑，实时性高，涵盖数字 IO、模拟 IO、温度模块和通信模块，适用于对空间和实时性能要求较高的控制和数据采集场景。

GWS系列机柜外部IO模块：具有高稳定性和方便的网络布线特性，适用于分布式布局，显著节省系统集成时间和成本。

该系列产品致力于为用户提供可靠、易于集成、多场景适应性的IO模块支持。