机器人是一个典型的机电一体化系统,它融合了造型技术、机械、电子、传感器、计算机软硬件、和人工智能等众多先进技术,是进行研究和实验最为理想的教学平台。本课题根据实际项目的需要,对六自由度机器人的运动学求解与轨迹规划,上位机与下位机控制系统中的关键技术进行了深入研究。论文采用D-H的下关节设置法建立六自由度机器人的连杆坐标系矩阵,并对其运动学求解问题进行分析研究。确定了六自由度机器人运动学求解问题在软件中的实现策略,同时基于软件程序验证了运动学分析的正确性与可行性。论文阐述了上位机软件系统设计和实现的关键技术,根据实用性及易用性原则将软件系统划分为六个模块,对各个模块的功能以及实现技术进行了详细分析,同时确定各个模块之间的交互接口以及数据实时交互的实现策略。分析了下位机控制系统的工作原理与软件控制算法,针对六自由度机器人在控制过程中存在的速度抖动问题,提出力矩补偿控制方案;同时,对六自由度机器人的PTP控制运动与CP控制运动的实现策略进行了分析。给出了软件系统的运行结果,根据软件系统需求改进三维仿真界面;通过六自由度机器人实际样机的研究调试,验证CP控制方案的可行性,最后通过示教实验验证上位机控制系统与下位机控制系统的合理性。