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近年来各国不断出台相应的措施来推动制造业升级,随着美国的工业互联网、德国工业4.0、中国制造2025等各国措施的出台,制造业向智能制造转型的号角已经吹响。而大量使用工业机器人是智能制造的第一阶段更新自动化生产线与生产装备的主要解决途径。其中,工业机器人是复杂多轴控制系统,对其轴组间的配合和同步性协调性有比较高的要求,且目前应用的场景越来越复杂,对其控制系统的开发性和二次开发性也有很高的要求。但目前的六轴工业机器人运动控制系统大多是封闭式,移植性差,难以进行二次开发,并且运动控制编程语言的不统一,难以跨平台使用,大大增加用户的学习开发成本,也制约了控制性能的发展。为此,根据PLCopen组织提出的运动控制编程标准,将运动控制算法进行模块化封装,开发出一个具有开放性,可移植性和可拓展性的六轴工业机器人运动控制系统,包含六轴工业机器人的基本运动功能以及各类轨迹规划。用户仅需要调用搭建好的运动模块接口就可以灵活的搭建多轴系统所需的轴组数,满足各种多轴复杂系统的需求,大大的提高了开发的效率,在六轴工业机器人运动控制系统的设计上具有研究的意义。六轴工业机器人运动控制器的设计基于PLCopen标准的运动控制功能块的编程方式,在倍福工控机上的Twin CAT3软件开发平台下进行开发,采用Ether CAT总线来实现工控机与伺服间的实时以太网通讯。采用IEC61131-3语言设计和实现一系列六轴工业机器人人运动控制算法,封装成符合PLCopen标准的六轴工业机器人运动控制功能块。整个运动控制系统基于PC的软件化运动控制方式进行搭建,利用倍福的CX2020嵌入式工控机,直接控制带有Ether CAT从站的伺服控制系统以及伺服电机,并将六轴工业机器人作为实际被控对象;整体的软件架构是以Twin CAT3作为编译和实时运行的环境,以PLCopen标准内的基础单轴运动控制库来编写机器人运动学以及轨迹规划等多轴协调运动控制算法功能块,搭建六轴工业机器人运动控制软件系统。论文的主要工作总结如下:（1）首先阐述课题的研究背景以及研究意义,接着分别介绍PLCopen标准和工业机器人的多轴运动控制系统的概述以及国内外研究现状。根据开放式工业机器人运动控制系统需求,设计基于PLCopen的软件化控制模式的六轴工业机器人运动控制系统的总体软硬件方案。（2）根据六轴工业机器人运动控制系统设计的要求,对相关的空间位姿、坐标变换,齐次变换等运动学数学基础进行详细的介绍。通过Solid Works对六轴机器人的本体参数进行初步的测量,并确定各关节轴的轴心以及之间的距离关系确定其DH表参数,根据实际的硬件本体参数对其进行正逆运动学分析,并建立相应的数学模型以及对其模型的基于MATLAB上的Robotic Toolboc进行仿真验证。接着,根据机器人几何误差因素,构建其误差数学模型,并提出一种基于LM法和两步误差补偿法相结合的误差补偿算法,并分析该算法的构造原理和实现过程。最终通过仿真验证本文提出的算法和对比分析工作。（3）分别对六轴工业机器人的笛卡尔空间和关节空间的轨迹规划方法进行了研究和分析,在笛卡尔空间下研究了直线圆弧以及NURBS曲线的生成和插补算法的实现,在关节空间下研究了三次多项式,五次多项式,多项式混合插补以及S型速度规划算法和连续线段的圆弧过渡和速度前瞻研究及实现,并借助Matlab平台进行相应的仿真验证以及分析。（4）基于IEC61131-3的ST语言,并运用PLCopen标准中的SMC＿CNC库中的结构体、数组和NC轴功能块为基础,编写实现符合PLCopen规范的六轴工业机器人的运动功能块,包括正逆运动、位姿变换、点到点运动和直线圆弧NURBS曲线插补运动控制等多轴运动控制功能块以及内部的运动控制算法实现和基于人机交互界面的设计并进行相应的功能块封装。（5）最后实现在TwinCAT3开发环境下的六轴工业机器人的运动控制系统的实物验证,介绍软硬件平台以及验证,对上文所搭建设计的六轴工业机器人运动控制功能块、轨迹插补运动功能块和整个运动控制系统的整体功能的实物测试验证,分析结果表明:本课题所研究的六轴工业机器人运动控制系统在实际应用中,运行正常平稳并兼具开放性及通用性,符合预期设计要求。