随着机械臂在工业、特种机器人、医疗、服务型机器人中越来越广泛的应用,同时对机械臂控制器功能多样化复杂化的需求也日益增加。机械臂控制系统的研究成为当今机器人领域的一个热点。提高多自由度机械臂控制精度、稳定性、操作灵活性对于提高其应用水平有着十分重要的意义。本文鉴于多数机械臂控制系统的结构复杂、高成本、设计复杂度高以及体积较大等特点,设计了一款基于ARM和FPGA平台的机械臂控制系统。该系统依据机械臂控制需求,采用ARM和FPGA综合设计方法,实现了机械臂多种操作模式下的控制,优化了系统结构,并且提供了更多的扩展接口,很好地满足了目前中小型机械臂控制系统的需求。整个系统采用模块化设计,包含系统监控软件、核心控制模块、电机和传感器控制模块等,各模块功能划分明确、清晰,相互之间采用标准通信方式。系统具有友好的人机界面,不仅提供简单、灵活的机械臂操作模式,同时可直接通过监控界面进行机械臂轨迹的配置,实现机械臂的往复式运动。系统采用串口摄像头,在保证了现场图像清晰的同时,为处理器节省了大量图像编码、解码的程序执行空间。在实际机械臂操作中,通过视觉系统将现场环境显示在监控界面中,并且可调节机械臂改变其视角。经过6自由度机械臂手动模式以及往复式模式的实际测试表明,本文设计的机械臂控制系统能够很好的满足机械臂操作过程中的稳定性、精确性等要求。