工业机器人在生产制造业中广泛应用,极大地降低了劳动的强度和危险性。现代生产对工业机器人的需求将越来越大,机器人市场前景十分广阔。而开发功能全面、开放性强、可靠性高的机器人控制系统对工业机器人的自主研发至关重要。本文在分析和研究了国内外工业机器人控制系统的基础上,搭建了以PMAC运动控制器为基础的弧焊机器人硬件系统,并设计了弧焊机器人运动控制软件。本文首先建立了六自由度弧焊机器人的运动学模型。利用齐次变换矩阵法建立了正运动学模型,推导出关节空间至直角坐标空间的转换关系。然后利用几何法导出了相应的逆运动学模型,建立了末端执行器从直角坐标空间与关节空间的映射关系。为之后的软件编程提供理论基础。然后搭建了弧焊机器人的硬件系统。核心运动控制器采用美国Delta Tau公司生产的多轴运动控制器(PMAC),该运动控制器能够实现多轴联动,能够与多种伺服系统匹配,且支持用户植入运动学程序,具有良好的开放性。上位机选用工控机,使系统紧凑。伺服系统选用日本三菱最新推出的J3伺服系统,具有良好的控制性能。之后设计了PMAC控制软件以实现控制要求。控制软件主要分三大种类—运动程序,正逆运动学程序和PLC程序。运动程序用于描述各种运动的特征,包括运动模式、运动速度、目标位置等。正逆运动学程序将机器人的运动学模型用PMAC语言描述,并作为PMAC控制器的固件在需要的时候自动执行。PLC程序用于系统的初始化、系统的状态监控、程序的组织调用。最后,对机器人控制系统进行实验与调试。首先消除了电机对运动控制器的干扰,实现了PMAC与IPC的正确通信。再对电机进行PID调整,使其达到最佳控制性能。然后模拟机器人工作过程,对示教模式和再现模式进行实验,实验证明控制软件实现了控制要求。之后将PMAC运动控制软件与上位机人机交互软件进行联合控制,结果表明两者之间信息交换正确,达到控制要求。