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R 工业机器人控制技术研究
esearch on Control Technology of Industrial Robot

机器人的供电系统和控制计算机安装在机体上，工业机器人与监测站之间通过无
线局域网实现通信。工业机器人控制系统的功能是根据指令对机构体进行操作和
控制，完成操作的各种动作。

（二）工业机器人控制系统设计
基于多传感器技术的工业机器人控制器系统的性能在很大程度上决定了工业
机器人的性能。工业机器人系统的核心位于控制系统的主控层，根据动力学测算
和运动模式规划，实现智能决策与人机交互模块的精准执行。同时，依靠丰富的

数据信息支撑，主控层能够实现多传感器工业机器人的多关节协同操作。因此，
通信层对可靠性和实时性有较高的要求。通过获取陀螺仪、六轴力传感器和位置
传感器的信息，为整个控制系统提供控制目标。为了保证多传感器融合的工业机
器人可以离线工作，将工业机器人的供电系统和控制计算机安装在机体上，并通

过无线局域网与监测站实现通信。基于多传感器技术的工业机器人系统的通信层
在控制系统中起桥梁作用。它接收工业机器人系统的主控层发出的控制目标，将
其转换成特定的控制指令发送给执行层。
一个好的控制器应该具有灵活方便的操作方式和多种运动控制方式。由于多

传感器融合的工业机器人是一种高度非线性、强耦合的对象，且存在摩擦、载荷
变化等不确定因素，研制精确可靠的控制系统是各研究机构的重要任务之一。基
于多传感器技术的工业机器人系统的执行层负责多传感器融合的工业机器人的关
节伺服控制和信号采集。此外，导航传感器收集的工业机器人关节位置定位信息

和陀螺仪传感器检测的工业机器人姿态信息，经过控制系统集成的反馈信息传输
到多维力传感器，实现操作中多角度反作用力的监测。在设计工业机器人时，对
工业机器人性能的要求是不同的，尺寸参数也是不同的。对于多传感器融合的工
业机器人来说，末端执行器是头部作为一个整体，所以对灵活性的要求更高。也

就是说在灵活性尽可能好的前提下，选择速度特性、工作空间、运动幅值和力特
性更好的尺寸。
（三）基于 CAN 总线的分布式控制系统
在工业机器人研发设计领域，以往采用的工业机器人集中控制系统，控制功

能集中，数据传输速度快、精度高，但局部故障可能导致工业机器人系统整体故
障。随着计算机技术、控制技术、数字化技术和网络通信技术的发展，由双向、
串行和多节点现场总线组成的集散控制系统在多传感器技术的工业机器人控制领

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