随着工业领域的快速发展,关节机器人在现代的制造行业中的地位变得越来越高,而且关节机器人的末端行走路径的精度和稳定性与关节机器人的控制系统的性能有着非常重要的关系所以关节机器人控制系统成为目前研究的重点之一。以太网络技术可以很容易实现系统的互联,而且标准统一,应用到关节机器人控制系统中不仅可以提高关节机器人系统的性能,而且可以降低设备之间互联的成本。基于EtherCAT的关节机器人的运动控制系统属于网络型控制系统,与传统的关节机器人控制系统相比,其成本低、易模块化、可以实现任意的拓扑结构、传输数据的速率快。本文在传统控制的基础上,将EtherCAT技术应用到工业关节机器人的控制领域,改善了其系统的网络实时性,提高了关节机器人的控制精度。首先,列出控制系统的框架、机器人手臂的机架、驱动部分与传感器部分对整个关节机器人的结构有一个初步的认识。分析了机架的关节与关节之间以及关节与末端之间的运动与动力之间的控制联系,设计了一套合理的控制系统,搭建起一个多自由度的关节机器人测试平台,对关节机器人的控制系统进行控制信号的测试于验证。研究了关节机器人控制控制系统并按照系统的结构进行相应的分类比较,最终选择基于EtherCAT关节机器人的控制系统的方案。其次,根据上述对关节机器人控制的分析开发出适用于该系统的硬件。采用三星公司的S3C2440A芯片作为关节机器人控制系统从站的主控芯片;BACKHOFF公司的ET1100芯片作为通信协议芯片;TM3202812芯片作为直流无刷私服单元的输出端口的处理芯片;含有众多I/O口的EP4CE6E22C8N芯片,最终设计了一个具有网络化、自显示能力又能独立运行的从站控制板。在完成的系统硬件的基础上,对PC机软件和从站写入的驱动程序进行了一定的研究。主站利用了成熟的LINUXCNC软件,简化了PC机控制应用开发的任务量。为了能够提高主站的实时性,针对EtherCAT总线与LINUXCNC的通信进行了研究,开发了关于关节机器人数据传输引脚的硬件抽象层(HAL)。从站方面,对EtherCAT从站协议的通信进行了研究,对从站控制部分的驱动程序进行了相应的研究。最后,利用已经搭建成的实验平台对关节机器人控制系统的性能进行了信号精度方面和实时性进行了测试。根据实验数据进行分析,验证本次设计的控制系统的实时性和控制信号的精确性;根据实验的结论,对本次研究的系统的性能作出评估,给关节机器人控制系统给一个比较好的参考。