机械臂作为一种智能化装置,正逐渐改变人们的生产生活方式。随着人们对生产任务的要求越来越复杂,单个机械臂通常无法完成特定的任务需求,此时需要多个机械臂协作完成。可靠的多机械臂协作系统不仅要考虑单个机械臂系统的可控性,还要考虑机械臂之间动作的协同,即机器人的轨迹规划及关节控制问题。本文设计了两台六自由度串联机械臂,采用Ether CAT通讯方式搭建了双机械臂协作系统。首先,在对常见的机械臂手臂及手腕构型分析的基础上,本文选取了合适的机械臂构型,完成了机械臂手臂和手腕的结构设计。各关节的驱动电机采用集中式布局,使机械臂重心下移,提高动作时的稳定性。通过D-H参数法建立了运动学模型,完成正逆运动学方程的推导,在逆运动学的解空间内,对多解进行优选。其次,搭建了双机械臂协作控制系统。控制系统硬件以Ether CAT通讯方式为基础,在双机械臂轨迹规划的基础上,工控机主站向各关节从站发送运动指令。控制系统从站以ET1100和ARM架构处理器为基础,完成对机械臂各关节的实时控制。然后,在上述软硬件的基础上,本文分别从单臂轨迹规划、双臂轨迹规划以及关节轨迹跟踪三个层面,研究了双机械臂协作所需要的算法。单臂轨迹规划算法中分析了“关节空间”及“笛卡尔空间”的轨迹规划算法,为双臂轨迹规划算法的实现奠定了基础。本文构建了双臂碰撞检测模型,引入“C空间”对机械臂的状态进行描述,采用改进快速扩展随机树（RRT）算法,完成了双臂避碰轨迹规划。在关节轨迹跟踪层面,对机械臂各关节进行重力补偿,引入PD和模糊PD算法,建立了关节控制模型。最后,设计了“单关节轨迹跟踪实验”和“双臂协作倒水实验”。单关节轨迹跟踪实验验证了模糊PD算法的优越性,双臂协同倒水实验中分析了各关节的轨迹跟随情况,实验结果表明,本文所搭建的系统可较好地完成双臂协作任务。