在现代机械制造中，多轴运动控制的应用已经越来越普遍，用电子方式来实现机械运动轴之间协调同步，取代了传统的机械凸轮和齿轮，给机械设计制造带来了巨大的灵活性。为了有效协调、同步各个轴的运动过程，实现高精度的多轴运动控制，一个实时高效的数字通信网络是必不可少的。以太网具备高带宽、低成本、开放性好、技术成熟等特点，这些特点都非常适用于高速、高精度多轴运动控制系统，但由于标准以太网也存在着很多问题，本文针对将以太网应用于多轴运动控制系统作了较深入的研究，主要涉及到以太网实时调度、时钟同步、多轴控制算法等问题。本文首先分析了标准以太网接口在运动控制系统中应用存在的问题，在不改变以太网介质层接入机制的前提下，建立了一个实时以太网模型，提出了一种基于动态时隙的以太网实时调度方法，并提出了一种应用于该调度方法的容错机制。网络的时延对实现预测控制算法非常重要。本文研究了基于TDMA的通信系统中报文延迟问题，建立了时延模型，讨论了报文溢出概率，给出了报文驻留时间的概率分布和期望值的计算方法，并说明了如何选择系统参数以满足系统的实时性要求。为了能在异步控制网络上实现采样同步，可采用时钟同步方法。本文分析了几种主要的以太网时钟同步协议，通过比较，可以看到基于IEEE1588的时钟同步方法最适用于工业控制网络，本文还针对边界时钟在线性级联拓扑结构中存在的问题，提出了一种改进方法。本文讨论了基于实时以太网的多轴运动系统基本结构，然后建立了基于实时以太网的多轴运动控制系统数学模型，分析了采样周期，采样方式，以及节点驱动方式对控制系统性能的影响。分析了几种基于交叉耦合的同步控制策略，主从式同步和平衡式同步。通过实验，比较了采用不同同步策略时，各轴跟踪性能和同步性能的差别；提出了一种基于交叉耦合的广义预测控制算法。最后，基于前面的工作，进行了基于实时以太网的凹版印刷机套准系统的设计。