机器人是一个复杂动态体系,能够用在不同领域。现在工业生产线上特别是汽车行业,多自由度机器人的应用非常广泛。本文以ER3A-C60工业机器人作为研究对象,讨论了六自由度工业机器人的运动学、轨迹规划、运动仿真问题、逆运动学闭环控制、开源Ether CAT通信协议的应用以及软件框架Orocos的应用开发。首先,本论文先详细介绍机器人使用的通信方式。本论文采用的通信方式是实时控制总线Ether CAT。采用的机器人是ER3A-C60机器人,电机所使用的驱动器是GTHD系列高性能伺服驱动器,可以在PC端建立主站,将各个驱动器当做从站,从而对机器人各个关节进行控制。在完成对机器人的控制后,本文详细介绍机器人的运动学。机器人的运动学是轨迹规划的基础。本论文先简单介绍空间中位置和姿态的表示方法,六自由度机器人如何建立坐标系,根据ER3A-C60机器人的机械模型讨论ER3A-C60机器人的D-H表示法,机器人的关机坐标转换方法,从而得出实验室机器人的运动学方程。接着,为了使机器人的运动更加圆滑,必须对机器人的运动进行轨迹规划,即合理规划机器人运动时的加速度、速度、位置。本文主要列举了两种加减速控制模式,梯形模式和正弦模式。在任务空间中采用直线轨迹规划对机器人的位置和姿态进行插补。为了使机器人严格按照规划好的路径前行,本文采用了逆运动学闭环控制算法。为了更好地对机器人轨迹规划进行仿真验证,本论文将在Matlab,利用Simulink对六轴机器人进行运动学和逆运动学闭环控制仿真。最后,为了将以上内容融合入一个软件,对整体软件框架进行设计。将以上所有内容Ether CAT的开发应用、机器人运动学正解逆解、机器人轨迹规划和逆运动学闭环控制算法融合进入Orocos操作系统,完成最后软件框架的搭建。