夏 链， 俞晓慧， 韩 江， 田晓青

（合肥工业大学 机械与汽车工程学院，安徽 合肥 230009）

随着工业机器人的广泛应用，人们对其工作的可靠性、稳定性、精确性和实时性提出了越来越高的要求。机器人控制系统作为机器人的大脑［1］，是决定其功能和性能的主要因素。

传统的机器人控制系统一般采用封闭式的结构控制器来设计，这种控制器的制造和使用成本较高、开发周期长、柔性不足、软件的移植性较差［2］，不适应现代机器人控制工业的发展。本文以6自由度工业机器人为载体，通过对机器人运动学及动力学特性规律的分析，提出了基于UMAC（Universal Motion and Automation Controller）运动控制卡的结构设计方案，建立了一种开放式的机器人运动控制系统，以实现对机器人的精确和实时控制。

1 机器人主体结构建模

从机构学的角度来看，机器人的结构是由一系列连杆通过旋转关节或移动关节连接而成的开式运动链。本文采用广州数控的RB 08型搬运机器人的本体作为研究对象，三维造型如图1所示。该机器人具有结构坚固、抗挠性强、动行稳定、灵活和定位精准等特点。

图1 6自由度工业机器人主体结构

该机构主要包括机身的旋转、大臂的摆动、小臂的摆动、肘部的旋转、腕部的摆动、手指关节6个自由度，每个关节采用伺服电机、减速器和若干结构件构成。

2 运动学求解分析

2.1 机器人结构参数建模

由于工业机器人的机械结构相对复杂，且在运动过程中各关节的弹性和机械摩擦等难以精确计算［3］，所以采用近似模型进行分析［4］，RB 08机器人本体模型连杆坐标系分析如图2所示。……