1.  INTRODUCTION The engineering  design  of a  controller must  satisfy a  large  number  of  requirements  and  constraints  of  different  natures  (e.g,  performance,  cost,  safety  and  reliability),  and  it  often  involves  a  choice  among  several  equally  good  solutions.  Many  factors,  also  subjective,  may  influence  the  choice.  The  definition  of the  right  product  features  and  the  development of  a  design  consistent  with  them  are  crucial  to  the  realization  of profitable products.  The  lack  and  need  of  a  structured  and  systematic  framework  to  assist  this  difficult  task  is  well  recognized  (Astr6m  and  Wittenmark,  1990). 43233

This  study  concerns  this  subject.  The  design  of  a  new  industrial  controller  is  tackled  according  to  a  codified  methodology,  Referring  to  a  state-of-the-art  commercial  product,  the  Comau  C3G  9000,  the  first  objective  of  the  study  is  to  design  a  new  controller  ("next  generation",  since  it  should  replace  the  current  product)  with  innovations  based  on  the  forthcoming  commercial  needs  and  advances  in  sensor,  actuators  and  information  technologies.  The  design  development  follows  the  Control  Development  Methodology  (CDM),  a  design  methodology defined by the  European  Space  Agency  (ESA)  for  structuring  the  design  process  of  automation  and  robotics  control  systems  for  space  applications.  Actually,  it  is  a  second  objective of the  study  to  assess  the  effectiveness  and  possible  drawbacks  of  the  application  of  the  CDM  to  industrial  problems.

According  to  the  CDM,  the  design  process  consists  of  three  major  steps.  The  first  step,  referred  to  as  activity  analysis,  defines  precisely  and  formally  the  tasks  the  robot  has  to  accomplish.  The  second  one  (requirements  or  functional  analysis)  establishes  the  control  functions  required  to  accomplish  the  tasks  and  the  interaction  with  the  human  operators.  This  entails,  for  instance,  the  choice  of control  principles  and  algorithms,  as  well  as  of control  and  measured  variables.  The  third  step  (architectural  design)  concerns  the  detailed  design  of  the  controller  hardware  and  software.  The  CDM  supports  the  first  two  steps  in  particular,  supplying  principles,  methods and tools  in  order to  proceed in  a  structured  and formal way. 

The  organization  of  the  paper  reflects  the  steps  of  the  controller design  process.  In  Section  2  the  CDM  is  described.  Section  3  deals  with  the  activity  analysis  for  next-generation  industrial  robots.  Section  4  discusses,  as  an  illustrative  example,  the  functional  analysis  for  hybrid  position/force control,  Section  5  outlines  hardware  and  software  implementation  architectures.