1、隨著2015年3月《中國制造2025》計劃的提出和推進，“中國制造”不再是以前意義上的低成本生產和代加工，而是以“創(chuàng)新驅動、質量為先、綠色發(fā)展、結構優(yōu)化、人才為本”為基本方針，逐步實現中國制造綜合實力進入世界強國前列。在世界工業(yè)4.0(德國提出，也被稱為第四次工業(yè)革命的高科技計劃)大環(huán)境下，機器人在工業(yè)生產中也得到廣泛的應用。隨著生產中對工業(yè)機器人的功能和性能的要求越來越精細，對機械手臂插補控制系統的研究和開發(fā)也具有更加重要的意義?；?/p>

2、單片機、ARM等插補控制器受制于算法的運算速度和實時的插補速度，且并行處理能力差。因此，采用FPGA(Field Programmable Gate Array)作為主控芯片的方案更適合應用在電機控制領域。
　　本文結合國內外工業(yè)機器人的發(fā)展和研究現狀，以六自由度機械手臂的軌跡插補控制方法為研究對象，完成了機械臂插補控制系統的研究與設計。全文分析了六自由度機械手臂的結構和控制特點，以ABB公司的工業(yè)機器人IRB4400為例，通過對

3、其建立D-H模型，完成了機械手臂的運動學分析，為機械臂控制系統的設計提供了前提條件。本課題在深入研究機械手臂插補控制技術的現有插補算法的基礎上，對直線、圓弧、Bezier曲線、B樣條曲線和NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)插補原理的優(yōu)缺點作了對比，進而深入研究了NURBS插補算法。通過綜合考慮插補算法在實現過程中的實時處理、誤差約束和速度規(guī)劃等因素，本課題借助 QuartusII13.0開發(fā)環(huán)境在

4、Altera公司的FPGA EP4CE22E22C8中完成了NURBS曲線插補控制器的設計。系統軟件方面，本課題采用Verilog HDL描述語言，根據EDA自頂向下的設計方法，完成了基于S型速度自適應控制的NURBS曲線插補控制器的設計；采用C++語言完成上位機用戶控制界面的設計。系統硬件方面，本課題利用Altium Designer軟件完成插補控制器硬件平臺的設計，在此基礎上完成了硬件電路的焊接和調試。
　　本文通過 Mode