各种机床制造商纷纷转投工业机械人这一新兴产业，去研发相关的机械人设备。但是，在市场上，他们面对的往往是通用型的控制系统，如PLC+伺服控制系统，这些系统只能构建相对简单的机械手控制，并不能满足复杂和可靠的运动控制。而专用的机械人系统，不但价格高，而且可开发性不足，往往不能满足各行各业工艺客制化的需求。

机床上下料搬运机械手多为桁架结构，通常由2~4轴直角坐标系机械模组组成，其中X轴为水平轴，多为齿轮齿条设计，负责将零件移动到不同的机床工位，而Z轴为垂直轴，多为丝杆结构或者齿轮齿条设计，负责将零件提升到安全高度或者下降到机床可装夹高度。如果再配合机械手顶部配合旋转A轴或者B轴机构，还能够实现零件的反转、转向等更多复杂的装夹动作。而X轴最大行程可到达20米以上，能够满足整条生产线多台机床之间的零件搬运工作。

可靠性：对于长距离搬运机械手安装而言，当采用齿轮和齿条设计时，X轴和Z轴伺服电机往往安装在行走机构上，跟随机械手一起行走，但因为驱动器和电机距离太远，这样设计往往会引起编码器线信号衰减问题。而如果将驱动器也安装到行走机构上，控制器和驱动器之间的命令信号也同样会面临信号衰减、杂讯干扰的风险。

独立性：机床搬运机械手的控制系统往往为独立的控制系统，不依靠机床的控制器进行控制，机械手的运行只需根据预设参数、CNC与机械手之间的I/O信号或者通讯总线交换数据来实现运行，不影响机床运转。

便捷性：当驱动器安装在行走机构上后，使用者往往希望驱动器的体积更小，以减少整个机构安装的空间。

高响应和实时性：对于高端的控制系统，还需要诸如运动坐标实时反馈功能、示教功能，以及可靠度的安全防护功能等。

 在传统的运动控制架构中，运动控制往往依赖于中央控制器，如PLC单元。同人的神经网络一样，PLC系统扮演着大脑的角色，用户由HMI输入数据，PLC在负责将运动命令通过脉冲方式或者总线方式下达给伺服系统同时，还要处理外部的I/O逻辑命令，如急停、高速中断响应等。控制的轴数越多， PLC的负担越重，处理速度越慢，而且成本也越高。

与传统的控制架构不同，借助于分散式的设计理念，台达机械手解决方案主要由HMC运动控制器和台达M系列三合一伺服两部分构成，其中HMC运动控制器相当于HMI人机单元和PLC的综合体，负责完成运动数据的采集、存储和排序，而M系列伺服则相当于3台伺服驱动器和运动处理器的综合体，负责完成运动控制的处理。串联起它们的是台达DMCNET高速运动总线。

台达HMC主要包括HMC08-N500S52 8寸面板安装型和HMC07-N500H52 7寸手持单元两种规格。HMC控制器集成了PLC处理器和HMI单元，使机械手控制器体积减小，节约了PLC的安装空间。借助于DMCnet运动总线接口连接M系列伺服实现运动数据的交换，利用RS422接口可以连接HMC专用I/O模组来实现逻辑控制。同时借助于以太网接口连接PC可以实现远端ERP数据管理、远程故障诊断等功能。

其中HMC07系列还可以通过外置的专用电缆、limit开关和E-STOP按钮，做到最远10m的便利手持操作和可靠的中断防护，而HMC08系列可以外置MPG电子手轮，能够满足机械手手轮示教功能。

借助于台达DOPSoft 软件为开发平台，开发者可以使用台达HMI的编辑方式来设计友好、直观的操作界面，使用兼容于台达PLC的编程指令来规划逻辑控制和运动指令，而无需去掌握高级的开发语言。同时利用HMC特定规划的运动寄存器，可以将复杂的运动控制指令“化繁为简”，成为明晰的逻辑控制，并且可以同时运行4个主程序，实现多轴间的分工协作。

M系列伺服是台达A2系列伺服之后最新推出的内置Motion的伺服，它除了兼容A2系列伺服的全部功能外，还具有三轴运动控制功能，其中，DSP设计使其能够在不依赖上位机参与协调的情况下独立的来完成3轴螺旋插补、直线插补、两轴圆弧插补等复杂的运动控制。未来，台达在M系列还将规划内置PLC功能和G代码功能使其能够满足更灵活的运动控制方式。

同时，采用共直流电源设计，只需一组电源接入、一颗驱动器就能够同时拖动3颗不同或者相同功率的伺服电机，减少了机械手驱动器的安装空间和配线。

伴随着中国制造业的转型升级，制造业领域对成熟的产业工人的需要越来越大，这势必会带来劳动力成本的增加，随之而来的还有人员的安全保障、操作工人的统一管理，以及产品质量的稳定性等一系列问题，这些都制约着企业的高速发展。