机器人是一种能够替代人类从事多类工作的高度灵活的自动化机械系统,近几十年来,机器人的开发不仅越来越优化,而且涵盖领域、应用范围也十分广泛。不论是太空开发,月球车,深海探测器,海洋石油开采,航天飞机机械臂等,还是微型手术机械,生命监测仪等均可见到机器人的身影。军事上的用途更是日新月异,从拆弹器、清除地雷器到无人驾驶飞机、战车,有人甚至预测未来战争可能如星球大战一样,是机器人的战争。至于工业、农业、遗传生物产业、医学、文化产业、电讯业、能源开发,都因机器人的大量登场而出现一定程度上的革新。机器人技术是近年来新技术发展的重要领域之一,是多种新兴电子技术与机械技术交叉、融合而成的一种综合性的高新技术。机械臂是机器人的重要组成部分,也是目前在机器人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置。随着控制理论和技术的不断发展,作为机器人的一种类型,各式各样的机械臂的轨迹规划和轨迹跟踪形成许多不同的控制策略。在机械臂的控制中PLC经常被使用到,研究PLC对机械臂的控制程序对于机器人的发展有着重要的意义。机械臂要实现确定运动,完成预定任务,必须对其运动学逆解问题进行研究,以得到各输入关节变量值。本文首先介绍了机器人运动学,通过建立运动学方程,以及对逆运动学的求解,找出相对简便的求解关节角度的解析方法,运用MATLAB强大的计算功能以及绘图功能,对3DOF机械臂的运动轨迹进行仿真。通过仿真验证了正运动学模型及运动学逆解的正确性,运动学逆解可以用于机械臂末端的精确定位和运动规划。仿真结果很直观的表现了关节在不同时刻的位姿,每个插值点的坐标,关节角度,实现了机器人轨迹规划。基于这些数据,选用欧姆龙系列CP1H-X40DR-A型号PLC,并使用欧姆龙系列PLC中的CJ1W-NC113型号位置控制模块,根据模块要求设置每两个关节之间由之前计算得出的脉冲数,加速/减速时间,速度等参数,分配I/O地址,而后编程实现由步进电机控制的三杆机械臂末端轨迹。