工业机器人是《中国制造2025》重点领域之一,而工业机器人控制系统是机器人核心技术之一。目前,工业机器人控制系统的研发和生产基本被日本和德国垄断,随着国产工业机器人的高速发展,研发具有自主知识产权的控制系统已成为关键。运动插补算法是机器人控制系统的重要基础功能之一,直接反映着机器人运动速度和加工效率。对于运动路径中速度方向变化大的点,高速通过会导致机器人产生震动和冲击,严重影响着机器人的加工质量,低速通过则会影响加工效率。速度规划的核心是在机器人加减速性能约束条件下,尽可能提高进给速度。本文提出连续微小直线段插补和样条曲线插补,综合考虑了机器人的性能约束,实现了运动平稳高速,提高了加工效率。论文主要工作如下:以HYHJ-602型通用六轴焊接机器人为研究对象,采用D-H参数建模法,分析处理了机器人运动学正向和反向问题,成功求取了机器人逆解和速度雅克比矩阵,为后文运动插补算法打下基础。以艾利特ERC-G200型控制器为研究对象,基于目前工业机器人重复定位精度过差导致离线编程难以实现的问题,提出了一种微分运动模型标定方法,成功提高了机器人的重复定位精度,为下文连续微小直线段插补算法的实现打下了基础。针对离线编程CAM软件生成的大量微小直线段转接角过大导致速度过低的问题,提出一种基于关节突跳速度的相邻直线段高速转接的速度前瞻插补算法,该法能兼顾关节空间速度约束和笛卡尔空间约束,充分利用了电机的加减速能力,保证了机器人通过直线衔接点时平稳、高速。针对目前机器人以规则的关节插补、直线插补、圆弧插补为主要插补方法,无法加工复杂路径的问题,提出一种基于B样条的插值曲线,并在此曲线的基础上,综合考虑了弓高误差、法向加速度、切向速度、切向加速度、切向加加速度约束的速度自适应前瞻插补算法。该插值曲线仅需几个特征示教点即可表征所需加工的路径,极大地降低了操作人员的示教难度。该插补算法能保证生成轨迹完全经过所给示教点,轮廓误差小,以机器人加减速约束下的最大速度平稳地经过曲率极大值点处,且机器人无震荡、无冲击。