随着社会的发展和进步,机器人技术成为先进制造业的发展方向。中国作为制造业大国,研究机器人的核心关键技术、研发高性能的机器人软件系统有助于装备技术的自助创新和国产化,加快转变经济发展方式,加快我国工业转型升级,提高我国制造业竞争优势,具有重大的战略意义。由于机器人软件系统Linux CNC具备开源、精度高、实时性好等优点,本文选择Linux CNC系统作为后续运动算法的实现平台,从而可以得到更高性能的机器人软件系统。因此,本文首先介绍了开源机器人软件系统Linux CNC,介绍其软件架构和工作原理,并详细分析了运动控制器(Moiton层)的工作原理,为后续的核心运动算法在Linux CNC系统中的实现提供了理论基础。其次,详细介绍了机器人的正逆运动学,并以PUMA560机器人为模型,利用D-H法来对机器人建模,推导出PUMA560机器人的正逆运动学方程,并在Linux CNC系统中实现,让系统支持不同连杆参数的PUMA560机器人。再次,针对常规的速度控制算法的局限性,提出了一种新型S型速度控制算法,且利用等价的梯形速度曲线来进行速度规划,降低算法的复杂度,并在Linux CNC系统中实现,使得机器人的速度、加速度曲线更加平滑过渡,加加速度曲线也不存在突变,大大降低了机器人加工过程中的震动和冲击,保证了机器人加工的稳定性和快速性。另外,针对原Linux CNC系统不能加工自由复杂曲线,本文设计出了基于新型速度控制策略的B样条曲线算法,并在Linux CNC系统中实现,使得系统具备加工自由复杂曲线的能力。最后,结合机器人的操作工艺,采用Python语言,结合Py QT、Open GL图形库设计出机器人的操作界面和3D仿真界面,从而得到一个完整的高性能机器人软件系统。同时在该机器人系统中,分别对机器人正逆运动学算法、新型速度控制算法和B样条曲线算法进行仿真实验,实验结果表明算法在Linux CNC系统中正确实现了,达到了预期效果。