随着科技的发展,劳动力成本持续上升,工业机器人由于具有速度快、效率高、质量稳定,抗疲劳性强,并且能够从事危险工作等的特点,因此已被广泛应用于工业、医疗、军事等行业,并发挥着越来越重要的作用。本课题的研究对象为工业机器人的控制系统,主要研究控制系统中的运动学算法和轨迹规划算法。在算法实现和仿真的基础上,对模型机器人进行算法的验证,在验证成功的基础上,对新松工业机器人进行运动学和轨迹规划实体测试。本文主要围绕工业机器人的控制系统展开研究,各章内容概括如下：第二章以控制系统中的基础算法为切入点,研究了机器人的数学模型、运动学算法和轨迹规划算法。首先,以机器人学的理论为基础,介绍了机器人的数学模型,包括空间位姿描述方法和D-H模型的建立规则。然后,介绍了机器人的运动学原理,根据D-H参数及齐次变换方程实现运动学方程的正解；应用雅克比-迭代法来实现运动学方程的反解。最后,建立机器人任务空间和关节空间的轨迹构造方法,推导任务空间直线、圆弧、NURBS自由曲线构造方程,采用四元数插值方法构造任务空间平滑姿态轨迹。为实现关节平滑运动,引入了关节空间的轨迹构造方法。第三章围绕六轴模型机器人的实体测试展开研究。首先,按功能对模型机器人测试系统进行了模块划分,将其分为了PC端的算法实现和仿真模块、DSP端的控制模块和机器人本体端的驱动模块。在PC端的算法实现和仿真模块中介绍了直线-圆弧的算法实现及运动仿真、基于LabVIEW和Matlab混合编程下NURBS自由曲线的算法实现及仿真测试,并均给出了测试结果。然后,依次对各模块的实现方法进行了分析说明,并给出了模块功能测试结果。最后,将模型机器人测试系统的各模块进行了整合,对其进行了整合测试,并给出了测试结果。第四章围绕新松实体工业机器人的实测控制展开研究。首先,介绍了新松工业机器人系统构成,并提出了基于自主开发的控制系统的控制方案,对现有的控制系统提出改装方案,在改装之后,对其进行了基础测试。对新松工业机器人本体建立了D-H模型,并构建了基于LabVIEW的3D仿真环境,对其进行了正运动学和逆运动学的仿真测试,为后续实体控制奠定了仿真基础。其次,以单独的轴伺服系统为研究对象,对其进行了单轴／多轴的基于固高控制卡的控制,为后续实体控制奠定了实验基础。最后,以新松工业机器人本体为研究对象,对其进行了单轴／多轴基于固高控制卡的控制,在此基础上进行了轨迹规划实测。