SCARA型机器人是工业机器人中应用最广泛的类型之一,传统的SCARA机器人结构特点是旋转关节的轴线平行,特殊的结构使它的控制系统的设计尤其简单,被广泛应用与搬运、贴片等场合,结构轻便,速度较快,当用于焊接时,直接加持焊枪控制的情况下没法保证对焊枪的姿态控制,因此提出增加另外一个姿态轴与变位机进行协调轨迹控制,保证焊接质量。机器人控制系统机器人的重要组成部分,用于实现机器人运动和轨迹控制,实现预定的任务。该课题是使用德国3S公司的CODESYS软件开发SCARA型多轴工业机器人控制系统,并使用WPF开发机器人上位机使用界面。主要的研究内容如下:第一部分是SCARA型多轴焊接机器人运动学分析,包括空间描述与变换,建立D-H坐标系,进行了机器人正逆运动学的计算,并讨论多重解的选择,以及在机构的奇异位型处的解的选择。第二部分研究SCARA型多轴焊接机器人系统中坐标系关系,建立垂直正交的管管相贯曲线的数学模型并进行MATLAB仿真,研究了机器人与变位机进行协调控制的算法,包括末端工具的姿态控制、机器人位姿的控制、变位机的旋转过程中焊缝点的位置与姿态变化矩阵。第三部分基于CODESYS开发平台进行SCARA型多轴机器人控制系统的设计。包括:轴参数配置、主从站设置、视图管理、点动控制设计、示教控制设计、速度与路径规划设计等,搭建了硬件平台。第四部分建立SCARA型多轴焊接机器人的仿真模型,通过OPC通讯实时传输轴位置进行状态控制。并且在上位机中进行不同工具的模块化仿真设计,模拟不同的现场,可进行工具切换和功能块切换,实现不同的功能。最后一部分是SCARA型多轴工业机器人上位机控制界面的开发,包括:建立通讯、G代码控制、离线编程、示教、轨迹仿真等。