然而传统封闭式机器人控制器因其扩展性差、开放性差、容错性差、软件独立性差的缺点而不能满足日益复杂的生产需求，鉴于此，工业机器人控制系统正朝着开放式方向发展。
据悉，开放式控制系统的概念在 80 年代就已出现，而有关开放式控制系统的研究与开发已经成为工业控制领域一个热点话题。
开放式控制系统显著特点是模块化、可扩展和可重构。开放式机器人控制器软硬件系统都是开放的，更能适应工业场合对于机器人的各种不同需求，这样不仅增强了机器人控制系统的通用性，而且系统可以提供接口向控制器植入先进的控制技术，更有利于用户对机器人的使用和维护。尤其是在伺服驱动系统和传感器融合技术日益发展的背景下，用户可以根据自己的需求扩展系统，增加功能模块。
那么在开放式控制系统的研发上面，国内外机器人企业进展如何？开放式控制系统的发展趋势如何？我们先对比一下国内外几款主流的机器人开放式控制系统。
ABB: 机器人IRC5控制器
ABB机器人IRC5控制器（灵活型控制器）由一个控制模块和一个驱动模块组成，可选增一个过程模块以容纳定制设备和接口，如点焊、弧焊和胶合等。配备这三种模块的灵活型控制器完全有能力控制一台6轴机器人外加伺服驱动工件定位器及类似设备。
完善的通信功能是ABB机器人控制系统的特点。其IRC5控制器的PCI扩展槽中可以安装几乎任何常见类型的现场总线板卡，包括满足ODVA标准可使用众多第三方装置的单信道DeviceNet，支持最高速率为12Mbps的双信道ProfibusDP以及可使用铜线和光纤接口的双信道Interbus。
IRC5控制模块自带主计算机，能够执行高级控制算法，为多达36个伺服轴进行MultiMove路径计算，并且可指挥四个驱动模块。控制模块采用开放式系统架构，配备基于商用Intel主板和处理器的工业PC机以及PCI总线。由于采用标准组件，用户不必担心设备淘汰问题，随着计算机处理技术的进步能随时进行设备升级。
KUKA：新型KUKAsmartPAD机器人控制系统
新型KUKAsmartPAD在超大高清无反射触摸屏上以最佳的效果显示出如何直观地操控机器人。库卡smartPAD重量仅有1公斤，不仅能够提供久经考验的操作控制元件，如6D鼠标，还能够为用户提供一系列全新的、人性化的功能，如配置了USB端口，从而方便用户直接在控制面板上存储和装载数据。总的来说，smartPAD使用8.4寸超大、高清、防反射、操控键少的触摸屏。运动操作键和以前的相比，该操作面板可以方便地控制八轴，而无需来回切换。
KUKA机器人控制软件运行于XP+VxWorks平台，既可以提供良好的人机交互界面，又能提供精确的实时控制。KUKA.WorkVisual软件架构的模块化结构把一个项目的所有步骤融合到同源的软件环境中，它可被同时用作工作单元配置的规划工具和通用编程环境。从规划到编程，再到优化，WorkVisual通过为所有的工具配置统一的外观而简化了所有的自动化任务。
KEBA：KeMotionr5000系列控制器
KEBA机器人控制系统通过VxWorks平台或者+RTX实时扩展平台保证软件运行环境的实时性，通过运动规划和运动控制单元可以实现对总线式伺服驱动器的控制，从而达到对机器人的精确控制。
KeMotionr5000系列控制器是一套完整的面向多轴运动控制系统软硬件模块化控制器。硬件包括KeMotion控制器，以及各种外围模块组成，它们通过以太网或总线的形式与控制器连接，实现面向各种应用的搭配。控制系统软件的核心部分是运行在控制器硬件平台（x86嵌入式微处理器）上一整套软件。
VxWorks中运行了两套软件，分别是RobotControl和SoftPLC，它们组合在一起构成了控制系统软件的核心。其中RobotControl是负责机器人的运动控制，包括机器人的轨迹规划和插补操作，而SoftPLC则负责外围信号采样、逻辑控制等功能。并且，KEBA工业自动化针对客户的不同需求为机械及机器人控制系统提供快速有效的模块化的解决方案。
新松机器人：SIASUN-GRC机器人控制器
新松机器人SIASUN-GRC机器人控制器器采用32位计算机全数字控制，整个系统采用开放式和模块化结构。在硬件上，采用全新设计的计算机控制系统、控制柜和编程示教盒。在软件上，采用软件工程的思想，实现以功能键驱动的全菜单操作的汉字机器人操作系统。
主计算机采用工业级486DX4-100微型单板计算机，具有可靠性高，运算速度快等特点。可适用于不同的机器人本体、机器人轴数和应用背景，具有较大的灵活性；实现机器人和多个变位机的协调运动，改善了圆弧的插补精度，内嵌PLC功能；并且SIASUN-GRC机器人控制器为通用机器人控制器，完全可以应用于其他的场合。
英威腾：八轴机器人控制系统
英威腾智控最新研发的运动控制平台采用了实时内核RT-Linux多任务操作系统，配备专用的运动控制FPGA芯片，可兼容Ethernet ，RS485， RS232 ，USB外围通信接口，并且内置运动控制库+机器人控制库。而基于此运动控制平台，英威腾智控研发了八轴机器人控制系统，可实现八轴联动。
另外，此机器人系统可支持中英文界面切换，操作简便，编程语言简易，能够实现稳定的高速，高精运动控制。适用于焊接、喷涂、码垛等工艺，并且可以针对机器人实现定制化。
英威腾智控的机器人控制系统可支持直角坐标机械手（3-8轴）、SCARA 4轴机器人、SCARA 5轴机器人、并联机器人、4轴码垛关节机器人、4轴码垛连杆机器人、标准6关节机器人、定制化机器人等超过12种机器人类型。
固高：开放式、可重组机器人控制器
固高开放式、可重组机器人控制器系列控制器支持脉冲、模拟量，EtherCAT，MII，MIII总线通讯方式；而在相配套的零部件上面，支持20多种品牌伺服系统，客户可以自由选择；并且系统支持二次开发，可由客户自行开发机器人工艺软件模块。
目前，该控制器系统可以运用到空间串联六关节机器人、SCARA、DELTA2，DELTA3、Tripod、喷涂专用S形手腕、非标准空间串联六关节、Gantry、Steward等机器人模型。
并且，该控制器支持现成的多工艺模块，具备快速机器人标定系统，提供简易机器人标定方式，支持全自动一键标定；并且自有知识产权标定算法，可对DH模型、减速比、零点偏差，TCP进行标定，还原系统精度。
研华：R8800 EtherCat六关节机器人控制器
研华R8800 EtherCat六关节机器人控制器是一款基于EtherCat数字通讯控制伺服驱动器与I/O模块的机器人控制器；相比较之前的产品，这款控制器提高了抗噪声干扰的能力，并且由专利机构设计，具有耐摔、防水的性能。
该系统采用实时Linux操作系统，经过详细的调校测试，掌握系统运行的所有细节，并将十余年来历经的实务需求，转化为弹性灵活的软件架构，兼顾核心功能的稳定性与实时性。同时提供开放式的人机编辑，方便性与扩充弹性，充份满足各式产业的业务需求。获得了客户的一致认可和好评。
值得一提的是，R8800 EtherCat六关节机器人控制器内建六关节机器人算法，在示教模式上，采用弹性程序编辑，并且自带脱机编程与学习软件。
通过对比国内外控制系统品牌技术创新，我们可以总结出开放式控制系统以下几个创新发展趋势。
高精度和高速度
客户对于机器人精度和速度的高要求自然会体现在控制系统上，而控制系统性能也决定机器人的运行轨迹的精度和速度。
当今的加工工艺对于主轴的转速要求越来越高。主轴转速的高低已经成为衡量运动控制器的指标，同时，它也是开发者的聚焦点。另外，对于控制系统的精度，在外围设备中，涉及到重要的精度标定问题，也叫运动学标定。
多轴联动
在加工复杂自由曲线以及型面时，为了提高轮廓的质量又要同时保证产品的制造效率，这在一定程度上对数控系统的多轴联动能力有要求。
如今，多轴联动控制器逐渐成为国内外企业核心攻克技术之一，目前国内外控制器最多能实现八轴驱动。
网络化
运动控制器的网络化指的是依附于现有的通信和信息技术，通过运用现场总线或以太网等，把布置于不同位置的运动控制器通过网络进行连接。
利用互联，可以很方便地组建分布式运动控制系统并且对运动控制器进行多轴扩展，这样，便可以实现构建功能更为强大、柔性更高的运动控制系统。目前不管是国外品牌还是国内品牌都能很好的实现控制系统的网络化，但是在可扩展性上，国产机器人还有一些差距。
嵌入式架构
嵌入式的运动控制器的主要特点是硬件可裁剪性，即根据具体的应用需求便可以做有区别的定制，这样便可以自如地控制开发的成本，使之具有广泛适应性。
另外，利用软硬件共同工作这一特性，可以实现嵌入式运动控制系统的高系统集成度。这样一来，它便克服了计算机型运动控制器的大体积、高能耗等缺点。目前，嵌入式运动控制器慢慢成为主流，这使运动控制系统的体系结构发生了巨大变化。
开放式体系结构
在欧美、日本等国家中，开放式的运动控制器受到了格外的重视，其先后形成了几个重要的开放式体系标准，例如美国的OMAC、 日本的OSEC以及欧盟的OCEAN。这些标准体系的形成无疑极大地提高了产品的兼容特性以及适应性，并且加速了行业的发展。
我们国家综合地参考了世界先进的开放式体系的结构，并且自主提出了ONC（Open Numerical Control）这种开放式系统体系，正在逐步地完善该开放式的体系的层次模型。
模块化
在开放式的结构下，机器人控制系统可以提供模块化的解决方案，这也是工业机器人结构化和重构化发展趋势的内在体现。
据悉，ABB机器人控制系统如需增加机器人的数量，只需为每台新增机器人增装一个驱动模块，还可选择安装一个过程模块，最多可控制四台机器人在MultiMove模式下作业。各模块间只需要两根连接电缆，一根为安全信号传输电缆，另一根为以太网连接电缆，供模块间通信使用，模块连接简单易行。
智能化
随着着人工智能的理论的不断发展和实际应用的不断检验创新，模糊控制、神经网络等优化算法已经被广泛运用到运动控制系统，在对控制性能进行改善的同时，需要对系统自学习、自诊断以及容错能力进行提升。
目前，国内外的生产各大运动控制的厂商已经把运动控制器的智能化水平作为一个新的技术点，正不断深化其应用。
驱控一体化
在实际应用过程中，机器人控制系统往往会遇到各种各样的问题，比如现场受到干扰，脉冲等，因此，驱控一体化应运而生。
驱控一体化能有效解决了伺服驱动和运动控制系统通过外部连接所造成的传输上的干扰和障碍，目前国外的主流机器人企业都是应用驱控一体设备，但是国产的驱控一体产品还处于研发的初级阶段。
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