工业机器人技术综合了机械、电子、控制、计算机等多学科先进技术的发展成果,代表着自动化领域的最高成就。作为机器人控制技术的核心,机器人控制系统的研究与开发,一直备受国内外产业界和科研院所的关注。传统的商用机器人大多采用封闭式的架构,系统的兼容性差,开放程度低,用户难以对系统进行调整以满足自身需求,限制了系统的可重构性。因此,开发具有一定开放程度的机器人控制系统具有较大的实用意义和研究前景,这也是控制系统未来的发展趋势。本文在此背景下,对六自由度工业机器人的控制系统进行研究与探索,实现了机器人控制系统的基本功能,为后续可行性开放式控制系统的研究打下了基础。本文主要以GRB4016-03-23(Tamagawa)工业机器人为研究本体,基于CPAC(Computerized Programmable Automation Controller)平台,以OTOSTUDIO软件作为编程环境,对机器人的控制系统进行设计和实现。控制系统硬件整体上采用嵌入式架构,软件层代码的编写主要采用结构化和模块化的设计思想,根据任务优先级不同,将整个软件层分为人机界面层(UI)、任务规划层(TASK)和运动控制层(MOT)。其中人机界面层负责系统和操作人员的信息交互,方便用户对机器人本体进行直接操作,并对系统参数和状态进行管理。任务规划层负责任务的实时调度和规划。运动控制层负责软硬件数据的交互和任务的执行。然后基于机器人的运动学模型和轨迹规划算法对系统的核心模块进行开发,包括读绝对值编码器模块、运动学模块和轨迹规划器模块。最后是机器人具体功能模块的开发和代码实现,主要是机器人操作的一些基本功能,包括机器人的TASK任务管理、点动操作、状态管理、参数设置、单轴回零、坐标记录和示教运动等。同时,还对系统的UI界面进行了设计。论文在最后对机器人控制系统的部分功能进行了验证,包括机器人的运动学模块验证,点动操作,单轴回零,直线运动和圆弧运动。实验表明,机器人运行正常,本文设计的控制系统基本满足了预期的目标和要求。