机械手在工业自动化领域发挥着越来越重要的作用,目前在工业中大量运用的机械手是结构简单的直角坐标型多轴机械手,但该类机械手通常自动化水平不高、远程监控普及程度较低,本文对直角坐标型机械手的运动控制方法进行研究分析,并针对其中具有典型性的龙门结构多轴机械手进行了设计实验。本文从机械手机构及应用场景入手,详细介绍了机械手的结构特征和尺寸,给出了机械手各个部位关键设备的选型。接着,本文结合机械手结构参数建立了机械手坐标系,并基于机械手各个关节独立可控这一假设前提对其运动学和动力学模型进行数学建模,对该过程中模型抽象、数据采集等环节可能产生的误差与干扰,本文利用卡尔曼滤波和系统辨识等方法进行处理,以降低噪声、提高控制精度。最后,本文结合自适应控制理论,对该机械手进行运动控制系统的设计,并对本文中所设计的卡尔曼滤波器、辨识器、自适应调节器等进行仿真实验。此外,本文还基于web开发技术设计了机械手的远程监控系统,将设备与数据库、云平台等相互连接,实现组态界面、数据交换、控制算法三者之间的紧密结合,为机械手的远程监视与控制提供了良好的人机交互体验。本文采用自适应控制与常规控制手段相比,对包含摩擦力影响的非线性时变运动控制系统收敛情况更好,其中用到的卡尔曼滤波有效降低了二次差分过程带来的严重噪声干扰,且系统辨识对摩擦力等非线性时变因素的估计效果较好,大大提高了机械手运动控制的精度。本文基于web技术开发的机械手操控软件,相较于传统组态软件而言,丰富的图像对数据的显示更加直观,能够降低操作人员的理解成本,同时操控按钮的逻辑互锁等细节功能够大大减少操作失误的概率。