工业机器人技术工业机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。

　　关键技术包括：

　　(1)开放性模块化的控制系统体系结构：采用分布式CPU计算机结构，分为机器人控制器(RC)，运动控制器(MC)，光电隔离I/O控制板、传感器处理板和编程示教盒等。机器人控制器(RC)和编程示教盒通过串口/CAN总线进行通讯。机器人控制器(RC)的主计算机完成机器人的运动规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O、传感器处理等功能，而编程示教盒完成信息的显示和按键的输入。

　　(2)模块化层次化的控制器软件系统：软件系统建立在基于开源的实时多任务操作系统Linux上，采用分层和模块化结构设计，以实现软件系统的开放性。整个控制器软件系统分为三个层次：硬件驱动层、核心层和应用层。三个层次分别面对不同的功能需求，对应不同层次的开发，系统中各个层次内部由若干个功能相对对立的模块组成，这些功能模块相互协作共同实现该层次所提供的功能。

　　(3)机器人的故障诊断与安全维护技术：通过各种信息，对机器人故障进行诊断，并进行相应维护，是保证机器人安全性的关键技术。

　　(4)网络化机器人控制器技术：目前机器人的应用工程由单台机器人工作站向机器人生产线发展，机器人控制器的联网技术变得越来越重要。控制器上具有串口、现场总线及以太网的联网功能。可用于机器人控制器之间和机器人控制器同上位机的通讯，便于对机器人生产线进行监控、诊断和管理。

目前各大工业机器人厂商提供的六轴关节机器人结构从外观上看大同小异，相差不大，从本质上来说，其结构应该都是一致的，即其第一关节旋转轴（基座旋转轴）、第四关节旋转轴、第六关节旋转轴（手腕端部法兰安装盘的旋转中心）在同一个平面内；第二关节旋转轴、第三关节旋转轴以及第五关节旋转轴互相平行，而且与前面提到到平面垂直；另外，还需要保证第四关节旋转轴线、第五关节旋转轴线以及第六关节旋转轴线相交于一点。采用该种结构的工业机器人可以使得其运动学算法最为简单可靠。设计的机器人要保证高的定位精度，就必须尽可能的满足上述条件，通过机械加工及装配精度来保证最终的机器人运行精度控制在一定范围内。如果机器人的结构与此差别较大的话，机器人的运动学算法就不能或很难用DH算法求出逆向运动学的封闭解，而得另辟蹊径，也许可以写出新的算法，但算法可能会较DH算法复杂，运行效率不高，难以满足实际的生产应用的需求。当然，以上提出的关于各个轴之间的相互位置关系（理想模型）要求在实际的加工装配中不可能实现，加工精度所提出的公差范围以及装配误差，都会使实际的机器人模型与理想模型之间产生偏差，这就涉及到机器人的校准。要对机器人校准，一般采用修正的DH算法来对机器人建模（普通的DH算法存在缺陷，后面的文章将会对DH算法缺陷及修正的DH算法进行介绍），建立末端工具坐标系与关节转角之间的微分关系。

目前机器人校准算法主要有开环校准算法和闭环校准算法两类，开环校准算法需要采用高精度的外部测量装置测量末端工具坐标系的位姿，而闭环校准算法基本不需要外部测量装置，闭环校准算法主要有基于单个平面约束和多个平面约束的算法，以及基于单个位置点不同位姿模式的算法，其中基于单个平面约束的算法又包括平面方程已知和平面方程未知两种算法，这些算法都离不开修正的DH运动学模型。关于机器人的校准算法，有时间在后面单独的话题中继续完善。有了DH正向及逆向运动学算法，以及机器人校准算法，就可以实现机器人高精度定位（高定位精度，不是重复定位精度）。目前的机器人都需要校准算法，毕竟实际的机器人运动学模型很难符合理想的DH运动学模型。

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