智能制造技术的发展,已经引起对工业机器人的高精度运动控制的广泛研究。在各种工业机器人等工业设备中,轮廓跟踪误差是普遍存在的问题。传统的机器人运动控制主要是对运动轴进行独立控制,但是在轮廓跟踪过程中,轮廓跟踪的轨迹是多轴联动产生的结果,而轮廓跟踪精度是多轴联动的精度与单轴跟踪精度的联合。对轴的独立控制难以改善多轴联动情况下的轮廓跟踪精度,降低跟踪误差。而交叉耦合控制虽然是多轴控制,但是交叉耦合因子难以计算,无法广泛推广。针对轮廓跟踪误差问题,本文进行了详细分析,结合已有的工业机器人运动控制理论,介绍一种基于位置域的PID控制理论,通过将运动轴分为主动轴与从动轴,以主动轴的运动来对从动轴的运动进行控制。通过位置域PID控制算法,以LinuxCNC作为控制系统,将位置域控制理论运用于SCARA机器人,对其跟踪误差进行调节。在多轴控制的情况下,改善轮廓跟踪精度,降低轮廓跟踪误差。本文的主要研究内容如下:(1)本文首先通过对传统时间域的PID控制的分析,结合位置域控制理论,将PID控制算法由时间域转换到位置域上。通过本文使用的SCARA机器人相结合,完成对位置域PID控制模块模型的初步建立。(2)根据制定的位置域PID控制的总体方案,确定PID控制的硬件条件与软件方案。然后根据建立的位置域PID控制模型,设计SCARA机器人位置域控制算法,对跟踪误差进行检测与补偿。(3)最后搭建实验平台,通过对位置域PID控制算法的测试,判断其对多自由度机器人的轮廓跟踪性能的改善情况。主要包括跟踪误差处理测试、在时间域与位置域PID算法分别控制下的SCARA机器人轮廓跟踪性能比较测试等。基于以上的开发与研究,本文完成了基于SCARA机器人的位置域PID控制算法设计;在实际控制实验中测试表明,位置域PID控制在传统时间域PID控制的基础上,对SCARA机器人的轮廓跟踪性能有较好的改善,提高了其轮廓跟踪精度。