工业机器人技术水平是一个国家工业自动化水平的重要标志之一,随着社会生产和科学技术的发展与进步,中国机器人行业正处于井喷时期,中国已经成为全球机器人增长速度最快的工业市场,而真正成熟的、具有竞争力的产品还很少,拥有核心技术迫在眉睫。工业机器人的核心技术是轨迹规划和控制系统,对提高生产效率、优化作业布局、改善机器人运动性能、降低运营成本等具有重要的意义。本文以工业关节型搬运机器人为载体,研究其轨迹规划方法和控制系统设计。轨迹规划方法的研究,建立搬运机器人模型的D-H坐标系,并进行运动学方程的正、逆解,运用“5-3-5”法对轨迹进行插补运算。运用拉格朗日力学分析建立动力学方程,保证搬运机器人按照本文研究的轨迹规划法要求的位置、速度、加速度、力矩运动。利用MATLAB Robotics工具箱,完成运动学仿真分析,提高机器人运动的精度和稳定性。控制系统的硬件设计,分析工业机器人控制系统的研究现状,设计适用于本文研究的搬运机器人PLC模块化控制系统,即基于西门子SIMATIC T-CPU的全数字交流伺服控制系统。完成上位机、控制器、伺服驱动器、伺服电机、减速器、人机交互界面HMI等硬件选型和控制系统的硬件组态,实现关节型搬运机器人控制系统的以太网通讯。控制系统的程序设计,按搬运作业原则规划搬运作业流程,编写手动控制模式、自动控制模式、示教模式流程图,编写相应的控制程序和轨迹规划程序,并对本文的轨迹规划方法进行运行学仿真分析,验证了其方法的正确性和合理性。监控系统的设计,利用Win CC制作友好的人机交互界面,完成HMI与PLC、S120的通讯链接,实现关节型搬运机器人作业的实时控制和监测、报警信息的分析处理、搬运信息和实时状态的查询等,构建一种实时的、完备的监控系统。