为了保障工人的身心健康、提高劳动生产效率,喷涂机器人的研究工作在国内已是迫在眉睫。 本文对喷涂机器人开放式控制系统的关键技术即对电机的控制和I/O设备的控制进行了探索和研究,设计了PID算法以实现对电机的控制,提出采用软PLC技术实现对I/O设备的控制,这些阶段性的研究成果为接下来的研究工作奠定了理论和实践基础。 本文首先在D-H坐标系下建立了喷涂机器人的运动学模型,求出了正逆运动学的解析表达式。接着设计了一种基于可编程多轴控制器PMAC的开放式机器人控制系统,并搭建起了硬件平台。 然后采用三层闭环控制方法,以喷涂机器人低速运转这个阶段的关节伺服系统为研究对象,进行了控制系统建模,对电流环、速度环和位置环进行了分析、研究,设计了各控制环节的传递函数并利用Matlab进行了仿真研究。 紧接着分析了项目的实际需要和当前硬PLC存在各种弊端,提出采用软PLC技术实现对喷涂机器人I/0设备的控制。设计了基于软PLC的喷涂机器人I/O设备控制的硬件平台,分析了I/O映射机制并给喷涂机器人I/O设备分配了变量和地址值,阐述了软PLC编程系统及运行系统的体系结构及其具体实现。 最后,对基于PMAC的喷涂机器人控制系统进行了调试。利用PMAC自带的PID伺服滤波器原理对位置控制环进行了在线整定,系统获得了良好的稳态特性和动态特性；设计并完成了喷涂机器人的模块化调试系统,为喷涂机器人控制系统工作的实时性、可靠性和安全性等性能评估提供了平台。