數控木工雕刻機的雕銑機器人的控制系統是一個多變量非線性、強耦合的控制系統，其動力學方程的建立與計算需要花費大量的時間，這使得機器人的實時控制變得較為困難，為了提高機器人控制系統的運行速度和處理能力，對該系統采用分層遞階智能控制模式。如圖1所示：

圖1  數控木工雕刻機機器人控制系統層次結構框圖

　　數控木工雕刻機的雕銑機器人的高層控制采用高性能的微型計算機Pentium586實現，主要任務有兩個：一是負責系統初始化、人機交互、系統診斷和錯誤報告、組織管理，完成機器人的路徑規劃，并將機器人末端執行器笛卡爾坐標轉換為關節坐標，向各關節控制器（單片機）發出控制指令，并將運算出的各關節運動信息數據送到公用RAM中，同時接收各關節控制器（單片機）返回的反饋數據為下一步控制提供依據，這是普通機器人所共有的；二是完成雕刻圖像或圖形的模式識別，提取雕刻風格和特征，這是數控木工雕刻機雕銑機器人所特有的。各關節的伺服控制選用8098單片機，該級單片機主要完成接收主機發給的位置運動控制指令，完成關節的軌跡插補，負責數控木工雕刻機的雕銑機器人具體運動的動作的實施，并接收關節運動數據，對關節伺服系統進行實時控制。5塊單片機控制器的硬件結構完全一樣，可以實現整體系統的通用化、標準化、模塊化，增加系統內部的可互換性，并且可以實現在某種程度上的冗余，提高系統的可靠性主機與五片單片機之間，通過公用RAM來互通數據和控制命令。數控木工雕刻機的雕銑機器人的控制系統的硬件結構如圖2所示，其中設置截流保護電路和延時保護電路是為了提高系統工作的可靠性。

圖2  數控木工雕刻機機器人控制系統硬件結構圖