该文针对VOl六自由度机器人机械本体,研究设计了其伺服系统和控制系统,实现了机器人轨迹的精确控制.该文通过对常用的机器人驱动技术进行对比分析,选择交流伺服电机和交流伺服驱动器构成的伺服系统来驱动机器人手臂.通过对开放式控制器参考模型的分析,提出了适合机器人控制的开放式体系结构.根据控制器的开放途径以及数字信号处理器(Digital Signal processor)的优点,确定了"PC+基于DSP的运动控制卡"的控制方案.基于以上方案,该文选择了工业计算机和PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)运动控制卡来组成弧焊机器人的控制系统,这种方法使控制器的开放程度达到了最大.弧焊机器人进行弧焊作业时必须以较高的位姿精度沿着焊缝移动焊枪,因此对控制系统的精度提出了更高的要求.该文把机器人的每一个关节作为单独的伺服系统采用力矩、速度为内环的位置闭环控制.证明可以达到较高的位置精度和运动稳定性,满足了弧焊的要求.利用齐次变换矩阵法建立了机器人的正运动学模型,基于几何投影法推导出了相应的逆运动学解法,为机器人系统的运动控制奠定了基础.推导出了机器人系统在关节空间和笛卡尔空间的轨迹规划控制算法,实现了机器人点到点、直线及圆弧轨迹插补,控制算法具有良好的控制精度和动力学特性.在此基础上,采用面向对象技术和模块化思想设计了界面友好的控制软件.该软件主要包括人机界面、三维仿真、运动控制、逻辑控制和过程控制几个模块.结果表明,开放式机器人控制系统具有很好的控制性能,不但完全满足了弧焊作业的传感和控制要求,而且可以实现柔性加工.