工业机器人工作在结构化的工业现场环境中，提高工业生产效率、改善劳动条件和实现工业高度自动化。目前工业机器人已大量应用于汽车、电子、信息产品等现代制造业。中国作为制造业大国，在走向制造业强国的过程中，工业机器人将会发挥不可或缺的作用。因此，无论在理论和技术上跟踪国际先进水平，还是在应用上服务国内制造业，进一步研究机器人的关键共性理论和技术，有非常重要的意义。本文首先介绍工业机器人的国内外研究现状，结合产业现状阐明本课题的研究意义和研究内容，然后介绍数控系统LinuxCNC，重点分析软件构架，运动控制器相关源码，配置文件和回零机制。最后依次对三个机器人控制算法进行研究：在分析LinuxCNC轨迹规划器工作原理的基础上，相对传统的三次多项式和五次多项式轨迹插补算法，介绍具有更高连续性、收敛性和可控制加加速度的七次多项式轨迹插补算法，推导其样条方程并在LinuxCNC上实现，以满足机器人高精度加工要求；对机器人正逆运动学进行详细分析，以PUMA560机器人为模型，建立连杆坐标系并获得D-H参数，推导机器人的正逆运动学计算公式，在LinuxCNC平台上编写独立的运动学算法模块，并以3D图形进行仿真；针对传统S形加减速控制算法在条件判断和计算方面的复杂性，提出了一种新的等价梯形的S形加减速控制算法，经过试验平台的实际测试证明新的算法能够使机器人具有更好的能满足高速加工要求的柔性加减速特性。本课题在分析和研究国内外工业机器人控制理论的基础上，对机器人的轨迹插补算法，运动学算法和加减速控制算法进行改进并应用到全软件数控系统平台LinuxCNC上。对拓展机器人的应用和提高数控系统的控制性能有着重要意义。