机器人在工业生产中有着广泛应用。目前，工业机器人控制系统大多采用封闭结构的专用控制器，其通用性差、生产成本高、不易扩展和维护，已越来越不能适应现代制造业柔性化、网络化生产的需求。开发利用现有资源的开放式机器人控制器，以降低机器人成本，使机器人像个人计算机一样普及将成为机器人的一个重要方向。本文基于工控机、单片机和Windows 2000操作系统，以SCARA（平面关节型）机器人为研究对象，设计研制了高性能、低成本、开放式的控制器，并设计制作了SCARA机器人样机。 采用二级计算机体系结构，设计了SCARA机器人控制器。其中，以工控机作为上位机，实现人机界面、轨迹规划、运动控制和状态监控等功能；下位机采用STC89C51单片机控制系统，通过PCL-731数字I/O卡与上位机通讯，实现接收上位机指令、驱动机器人关节运动等功能。 建立了SCARA机器人的机械结构模型。SCARA机器人由六部分组成，包括一个移动关节和三个旋转关节，各关节采用伺服电机驱动。基于模块化设计思想，采用Pro/ENGINEER和AutoCAD完成了机器人本体的三维模型设计和二维图设计，根据设计图加工、制作了主要机械部件，完成了机器人本体的装配和调试。 设计制作了STC89C51单片机控制系统硬件电路，完成了伺服驱动器的主电路配线和机器人控制器的硬件电路配线。采用C++ Builder和汇编语言开发了控制器的上位机控制系统和下位机控制系统，设计了上位机与下位机的通讯协议和通讯模块，并对控制器的硬件系统和软件系统进行了综合调试。 完成了SCARA机器人的工作稳定性实验、点位运动实验和连续运动实验。实验结果表明，基于工控机和Windows 2000操作系统设计的开放式SCARA机器人控制器具有通用性强、开放性好、操作简单、易于扩展、维护方便等特点。基于该控制器，利用现有资源设计的SCARA机器人生产成本低，功能扩展性强，具有良好的实用价值和广阔的市场前景。