由于电缸具有成本低廉、安装便捷、负载大、高精灵活等优点,以电缸为机械载体的各类机器人或者机械手得到了诸多企业的青睐,这类工业机器人广泛应用在点胶、码垛、物料搬运、切割等领域。本文针对基于电缸的工业机器人的应用场合的特有的特征,结合当今主流运动控制器的设计方法和经验,对基于电缸的多轴运动控制器进行了设计规划和研究。首先,本文比较借鉴了目前诸多运动控制器的构架方式,根据归纳出的基于电缸的多轴运动控制器的功能要求,选择了基于PC的以DSP+FPGA为核心的嵌入式构架体系,对硬件和软件的总体结构进行了规划。然后,分别对控制器系统的主要硬件和软件进行了设计。硬件部分包括仿真接口模块、存储器扩展模块、控制器与上位机等外设的通信模块、I/O信号接口的设计、编码器信号的输入输出模块等;软件部分包括:μC/OS-II实时操作系统的应用、上位机各软件模块的设计,运动控制器通信模块程序、速度插补等主要运动控制模块程序、定位误差补偿程序等软件的设计。再次,针对电缸应用场合的高效、高平稳性的特性,对运动控制器的速度规划算法进行了研究,采取了三次多项式速度曲线柔性加减速算法进行了仿真实验;借鉴数控领域中应用非常普遍的微小线段连续插补方法,对一种基于局部前瞻控制的曲线过渡插补算法进行了研究介绍,通过与相邻段间转角直接过渡法和空间圆弧过渡法进行仿真对比,验证了该算法的优越性,同时结合三次多项式速度曲线加减速速度规划算法以同步带电缸物料抓取为例进行了“门字形”轨迹规划仿真实验;针对电缸应用中的精密场合以及实际应用中出现的定位精度不够的情况,以同步带电缸为例建立了同步带电缸伺服系统的数学模型,对电缸系统的定位误差补偿和轮廓误差补偿进行了研究,提出了一种位置环基于自适应模糊PI的单轴定位误差补偿控制策略和变增益交叉耦合轮廓误差补偿控制策略,仿真结果证明了其可行性和有效性,为需要进行误差补偿的应用场合提供一种补偿方法,并为后续进行多轴连续轨迹控制和同步控制提供一定理论参考。最后,对基于电缸的多轴运动控制器的硬件进行了调试,在堆焊机上进行了实验测试,对发送脉冲误差、插补精度指标和基于三次多项式速度前瞻控制的曲线过渡的插补算法进行了验证。