近幾年，日本、美國和歐洲一些國家都在開發具有開放式結構的機器人控制器，如日本安川機器人公司基於PC開發的具有開放式結構、網絡功能的機器人控制器。我國863計劃智能機器人主題也已對這方面的研究立項。
機器人控制器研發現狀
近年來隨著微電子技術的發展，微處理器的性能越來越高，而價格則越來越便宜，目前市場上已經出現了1-2美金的32位微處理器。高性價比的微處理器為機器人控制器帶來了新的發展機遇，使開發低成本、高性能的機器人控制器成為可能。
為了保證系統具有足夠的計算與存儲能力，目前機器人控制器多采用計算能力較強的ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片組成。此外，由於已有的通用芯片在功能和性能上不能完全滿足某些機器人系統在價格、性能、集成度和接口等方面的要求，這就產生了機器人系統對SoC(SystemonChip)技術的需求，將特定的處理器與所需要的接口集成在一起，可簡化系統外圍電路的設計，縮小系統尺寸，並降低成本。例如，Actel公司將NEOS或ARM7的處理器內核集成在其FPGA產品上，形成了一個完整的SoC系統。在機器人運動控制器方面，其研究主要集中在美國和日本，並有成熟的產品，如美國DELTATAU公司、日本朋立株式會社等。其運動控制器以DSP技術為核心，採用基於PC的開放式結構。
目前國際上還沒有專用於機器人系統中的伺服通信總線，在實際應用過程中，通常根據系統需求，把常用的一些總線，如以太網、CAN、1394、SERCOS、USB、RS-485等用於機器人系統中。當前大部分通信控制總線可以歸納為兩類，即基於RS-485和線驅動技術的串行總線技術和基於實時工業以太網的高速串行總線技術。
在控制器體系結構方面，其研究重點是功能劃分和功能之間信息交換的規範。在開放式控制器體系結構研究方面，有兩種基本結構，一種是基於硬件層次劃分的結構，該類型結構比較簡單，在日本，體系結構以硬件為基礎來劃分，如三菱重工株式會社將其生產的PA210可攜帶式通用智能臂式機器人的結構劃分為五層結構;另一種是基於功能劃分的結構，它將軟硬件一同考慮，其是機器人控制器體系結構研究和發展的方向。
在機器人軟件開發環境方面，一般工業機器人公司都有自己獨立的開發環境和獨立的機器人編程語言，如日本Motoman公司、德國KUKA公司、美國的Adept公司、瑞典的ABB公司等。很多大學在機器人開發環境(RobotDevelopmentEnvironment)方面已有大量研究工作，提供了很多開放源碼，可在部分機器人硬件結構下進行集成和控制操作，目前已在實驗室環境下進行了許多相關實驗。
從機器人產業發展來看，對機器人軟件開發環境有兩方面的需求。一方面是來自機器人最終用戶，他們不僅使用機器人，而且希望能夠通過編程的方式賦予機器人更多的功能，這種編程往往是採用可視化編程語言實現的，如樂高MindStormsNXT的圖形化編程環境和微軟RoboticsStudio提供的可視化編程環境。
隨著機器人控制技術的發展，針對結構封閉的機器人控制器的缺陷，開發“具有開放式結構的模塊化、標準化機器人控制器”是當前機器人控制器的一個發展方向以下我們看下目前國際幾家巨頭的控制系統。
ABB機器人控制系統
ABB機器人IRC5控制器(靈活型控制器)由一個控制模塊和一個驅動模塊組成，可選增一個過程模塊以容納定製設備和接口，如點焊、弧焊和膠合等。配備這三種模塊的靈活型控制器完全有能力控制一臺6軸機器人外加伺服驅動工件定位器及類似設備。如需增加機器人的數量，只需為每臺新增機器人增裝一個驅動模塊，還可選擇安裝一個過程模塊，最多可控制四臺機器人在MultiMove模式下作業。各模塊間只需要兩根連接電纜，一根為安全信號傳輸電纜，另一根為以太網連接電纜，供模塊間通信使用，模塊連接簡單易行。
控制模塊作為IRC5的心臟，自帶主計算機，能夠執行高級控制算法，為多達36個伺服軸進行MultiMove路徑計算，並且可指揮四個驅動模塊。控制模塊採用開放式系統架構，配備基於商用Intel主板和處理器的工業PC機以及PCI總線。由於採用標準組件，用戶不必擔心設備淘汰問題，隨著計算機處理技術的進步能隨時進行設備升級。
完善的通信功能是ABB機器人控制系統的特點。其IRC5控制器的PCI擴展槽中可以安裝幾乎任何常見類型的現場總線板卡，包括滿足ODVA標準可使用眾多第三方裝置的單信道DeviceNet，支持最高速率為12Mbps的雙信道ProfibusDP以及可使用銅線和光纖接口的雙信道Interbus。
控制模塊作為IRC5的心臟，自帶主計算機，能夠執行高級控制算法，為多達36個伺服軸進行MultiMove路徑計算，並且可指揮四個驅動模塊。控制模塊採用開放式系統架構，配備基於商用Intel主板和處理器的工業PC機以及PCI總線。由於採用標準組件，用戶不必擔心設備淘汰問題。
KUKA機器人控制系統
KRC4的革新理念為自動化的明天打下了堅實的基礎。降低了自動化方面的集成、保養和維護成本。並且同時持久地提高系統的效率和靈活性。所以庫卡開發了一個全新的、結構清晰且注重使用開放高效數據標準的系統架構。這個系統架構中集成的所有安全控制(SafetyControl)、機器人控制(RobotControl)、運動控制(MotionControl)、邏輯控制(LogicControl)及工藝過程控制(ProcessControl)均擁有相同的數據基礎和基礎設施並可以對其進行智能化使用和分享。使系統具有最高性能、可升級性和靈活性。引領時代、開創未來—而且並不僅限於庫卡機器人。
另外，新型KUKAsmartPAD在超大高清無反射觸摸屏上以最佳的效果顯示出如何直觀地操控機器人。庫卡smartPAD重量僅有1公斤，不僅能夠提供久經考驗的操作控制元件，如6D鼠標，還能夠為用戶提供一系列全新的、人性化的功能，如配置了USB端口，從而方便用戶直接在控制面板上存儲和裝載數據。總的來說，smartPAD使用8.4寸超大、高清、防反射、操控鍵少的觸摸屏。運動操作鍵和以前的相比，該操作面板可以方便地控制八軸，而無需來回切換。
KUKA機器人控制軟件運行於XP+VxWorks平臺，既可以提供良好的人機交互界面，又能提供精確的實時控制。KUKA.WorkVisual軟件架構的模塊化結構把一個項目的所有步驟融合到同源的軟件環境中，它可被同時用作工作單元配置的規劃工具和通用編程環境。從規劃到編程，再到優化，WorkVisual通過為所有的工具配置統一的外觀而簡化了所有的自動化任務。與MSOffice相比，WorkVisual擁有標準的用戶接口和菜單導航，能夠在諸如複製、粘貼、拖放代碼段等方面為用戶帶來更多的方便。此外，基於跨程序的目錄和項目數據，還能確保數據的一致性和連貫性。有了這些決定性的優勢，當後臺運行這些功能時，程序代碼已經過了邏輯檢測。這也意味著項目的所有錯誤將被消滅在萌芽狀態中。
KEBA機器人控制系統
KEBA工業自動化公司(Automationbyinnovation)成立於1968年，總部位於奧地利林茨(Linz)市，是一家為實現工業自動化服務的一流高科技公司，其商業領域包括塑料行業、機器人、機械和過程自動化、移動和操作等。現在已發展成為一家在全世界範圍內取得成功的電子公司。
Keba與ABB和庫卡不同，她不是機器人生產商，他的產品是工業級伺服控制系統，能夠實現多自由度機器人的控制，該控制系統中通過VxWorks平臺或者+RTX實時擴展平臺保證軟件運行環境的實時性，通過運動規劃和運動控制單元可以實現對總線式伺服驅動器的控制，從而達到對機器人的精確控制。通過上述分析，可以得到如下表所示的各國機器人標杆廠商其機器人控制系統在實時性，運動控制功能以及可擴展性等方面的比較。
KeMotionr5000系列控制器是一套完整的面向多軸運動控制系統軟硬件模塊化控制器。硬件包括KeMotion控制器，以及各種外圍模塊組成，它們通過以太網或總線的形式與控制器連接，實現面向各種應用的搭配。控制系統軟件的核心部分是運行在控制器硬件平臺(x86嵌入式微處理器)上一整套軟件。自底向上的看，首先底層的OS是VxWorks實時操作系統，這為系統的實時性和可靠性提供了一個基礎，同時也為應用軟件提供運行環境。
VxWorks中運行了兩套軟件，分別是RobotControl和SoftPLC，它們組合在一起構成了控制系統軟件的核心。其中RobotControl是負責機器人的運動控制，包括機器人的軌跡規劃和插補操作，而SoftPLC則負責外圍信號採樣、邏輯控制等功能。
在工業自動化業務領域，KEBA優化了機械自動化，機器人以及移動終端。KEBA工業自動化針對客戶的不同需求為機械及機器人控制系統提供快速有效的模塊化的解決方案。
發那科機器人控制系統
FANUC首臺機器人問世以來，FANUC致力於機器人技術上的領先與創新，是世界上唯一一家由機器人來做機器人的公司，是世界上唯一提供集成視覺系統的機器人企業，是世界上唯一一家既提供智能機器人又提供智能機器的公司。FANUC機器人產品系列多達240種，負重從0.5公斤到1.35噸，廣泛應用在裝配、搬運、焊接、鑄造、噴塗、碼垛等不同生產環節，滿足客戶的不同需求。
發那科機器人控制系統FANUCRobotR-30iA集中了發那科各種最先進的新一代機器人控制器，具有性能高，響應快，安全性能強等特點。作為唯一集成了視學功能的機器人控制器，將大量節約為實現柔性生產所需的周邊設備成本。基於FANUC自身軟件平臺研發的各種功能強大的點焊、塗膠、搬運等專用軟件，在使機器人的操作變得更加簡單的同時，也使系統具有徹底免疫計算機病毒的功能。
R-30iA減輕了自重，並通過巧妙的設計改變了示教盒的重心，改善了整體的平衡性，使示教、操作變得更輕鬆。通過金屬接頭及塑料護套加強了電纜接頭處的防護，再也不用擔心由於拉拽刮擦造成的電纜損壞。增加了附加軸切換的快捷鍵及電源指示燈，簡化了操作步驟。
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