许鸣吉，李 胜，陈庆伟，郭 健，吴益飞

(南京理工大学 自动化学院，南京 210094)

0 引言

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的自动化装备，代表着未来智能装备的发展方向[1]。目前，国内外汽车、电子电器、工程机械等行业已大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量和生产高效率。

工业机器人按坐标形式可以划分为直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、极坐标型机器人和多关节型机器人。作为工业机器人其中的一种类型，直角坐标机器人(Cartesian Robot)具有超大行程、负载能力强、动态特性高、扩展能力强、简单经济、寿命长等特性，由于可以在末端加持不同操作用途的工具，适用于多品种、便批量的柔性化作业，完成如焊接、码垛、包装、点胶、检测、打印等一系列作业。

直角坐标机器人的三轴运动控制是机器人的灵魂所在，对轮廓误差控制的好坏将直接影响末端执行器的位姿精度。目前，国内外学者对直角坐标机器人运动控制的研究着重于对单轴进行跟踪控制，主要手段包括摩擦力补偿、前馈控制和扰动补偿等。但是，上述方法对三轴同步、轨迹跟踪和轮廓误差控制的提升是有限的。系统外部扰动和参数摄动会严重影响三轴同步、轨迹跟踪和轮廓误差控制的精度[2]。

本文研究的主要问题是在不确定干扰下直角坐标机器人的高精度同步控制。首先，建立了三轴机器人直流电机模型和轮廓误差模型，与以往轮廓误差模型相比，本文所设计的模型结构简单，计算量小；……