控制系統的任務是根據機械手的作業指令程序以及從傳感器反饋回來的信號支配機械手的執行機構完成固定的運動和功能，若工業機械手不具備信息反饋特征，則為開環控制系統，若具備信息反饋特征則為閉環控制系統。
工業機械手的控制系統主要由主控計算機和關節伺服控制器組成，上面主控計算機主要根據作業要求完成編程，并發出指令控制各伺服驅動裝置使各桿件協調工作。關節伺服控制器用于實現驅動單元的伺服控制，軌跡插補計算，以及系統狀態監測。機械手的測量單元一般為安裝在執行部件中的位置檢測元件(如光電編碼器)和速度檢測元件(如測速電機).這些檢測量反饋到控制器中或者用于閉環控制、監測、進行示教操作。人機接口除了包括一般的計算機鍵盤、鼠標外，通常還包括手持控制器(示教盒)通過手持控制器可以對機械手進行控制和示教操作。
工業機械手通常具有示教再現和位置控制兩種方式。示教再現控制就是操作人員通過示教裝置把作業程序內容編制成程序，輸入記憶裝置中，在外部給出啟動合令后，機械手從記憶裝置中讀出信息并送到控制裝置，發出控制信號，由驅動機構業機械手與一般自動化機機械手的運動，在一定精度范圍內。按照記憶裝置中的內容完成給定的動作。實質上，工業機械手與一般自動化機械的最大區別就是它具有“示教”再現“功能，因而表面出通用、靈活的“柔性”特點。
工業機械手的位置控制方式有點位控制和連續路徑控制兩種。其中，點位控制方式只關心機械手末端執行的起點和終點位置，而不關心這兩點之間的運動軌跡，這種控制方式或完成無障礙條件下的點焊、上下料、搬運等操作。連續路徑控制方式不僅要求機械手以一定的精度達到目標點，而且對移動軌跡也有一定的精度要求，如機械手噴漆、弧焊點操作。實質上這種控制方式是以點位控制方式為基礎，在第兩點之間有滿足精度要求的位置軌跡插補算法實現軌跡連續化的。
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