微创手术机器人能够有效地减少手术创伤，缩短恢复时间，降低手术风险，已经成为国内外热门的研究领域之一。本文利用自主研发的多轴运动控制器，搭建基于CAN通讯的多机械臂主从式手术机器人系统，实现不同主从手之间的控制切换功能，设计各个子系统控制软件。通过改进位置式数字PID控制算法，在主从跟随控制方面取得了较好效果，通过实现手术机器人的CAN通讯网络，在不同子系统之间的通讯方面取得了较好效果。本文内容主要包括以下工作:　　1)本文设计的主从式手术机器人系统包含两个主手子系统、三个从手子系统、一个中央控制子系统。本文首先设计了手术机器人整体框架，实现不同主从手之间的控制切换功能，然后通过设计“main函数+中断函数”的双线程架构，实现六个子系统的软件框架，完成各个子系统所需的功能函数，最后多个控制子系统之间进行联调实验，测试子系统软件相关模块性能。　　2)本文分析手术机器人系统中各个子系统之间的线程时序关系，设计不同子系统的不同线程之间运行顺序，保证系统程序安全稳定的运行，经过相关测试，给出各个线程运行时间的测量值和建议值。　　3)实际手术机器人控制过程中，采用传统PID控制算法，长时间运行后系统控制效果不理想，动态响应变慢，系统不稳定，针对以上问题，首先对位置式数字PID算法进行两方面的改进，一方面通过“遇限削弱积分法”抑制积分饱和现象，另一方面通过“四点中心差分法”增强微分项抗干扰能力，然后通过凑试法整定数字PID参数，最后在主从跟随实验中进行相关测试，取得较好的控制效果，主从控制跟随延时小于5ms，跟随实时误差小于5mm。　　4)本文首先设计CAN节点使用中断和轮询两种方法发送、接受数据的函数流程图，然后实现CAN节点之间单工通讯和半双工通讯功能，测得半双工通讯的CAN节点消耗时间小于300us，单工通讯的CAN节点消耗时间小于100us，最后构建手术机器人六个控制子系统之间的CAN通讯网络，通过压缩CAN数据包，变相地缩短传输时间，使得主从控制周期缩短到1ms以内。