碼垛機器人的控制系統主要包括軟件控制系統和硬件控制系統，在現代碼垛機器人系統設計中，硬件控制系統多采用模塊化的形式，且總體結構采用了分布式控制結構。
上位機采用普通工業控制計算機，主要處理系統的監控和作業管理，如示教盒控制、顯示服務、坐標轉換、自動加減速計算等。根據使用者的命令和動作程序語句的要求進行軌跡規劃、插補運算及坐標變換，計算出各軸電機的位置，并接收根據下一級的反饋信號和外傳感器的信號，判斷任務的執行情況和環境狀態，然后向下一級各關節位置伺服系統傳送一次與設定點相應的位置更新值，實現對各關節運動的協調和控制作用。
下位機采用DSP控制器和PLC可編程邏輯控制器，DSP控制器即為所采用的PMAC104運動控制卡，主要是執行實時運動學計算、軌跡規劃、插補計算、伺服控制等，不斷地讀取各軸編碼器的脈沖量，計算機器人的現行位置，并用軟件方法與給定位置進行比較，對偏差進行PID調節，而PLC主要處理機器人周邊外圍設備的控制，如機器人手爪氣動吸盤，周邊各種輸送機的監控等。
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