作为现代工业机器人的关键部件,支持逻辑与过程控制(软PLC)和机器人运动控制(RC)相结合,具有良好的通用性、扩展性的机器人控制器已成为工业机器人控制器技术的主流发展方向。本文以开发工业机器人新型控制器为目标,系统研究了基于软PLC+RC控制器架构的RC软件(负责工业机器人的运动控制与三维运动仿真)的设计与实现。论文在分析工业机器人控制器功能与设计需求的基础上,论述了软PLC+RC相结合的机器人控制器总体架构和工作原理,然后基于该架构详细介绍了RC软件的设计和实现。针对终端用户配置系统参数、操作控制工业机器人的需求,给出了基于Windows的系统参数配置软件和虚拟示教盒的实现,系统参数配置软件方便用户进行机器人D-H参数配置和各轴运动学参数限值配置,虚拟示教盒方便用户编写示教程序、进行再现任务控制,实现对机器人的操作管理。针对工业机器人运动控制需求和典型语言,设计定义了工业机器人控制语言,给出了基于Ubuntu的RC运行层软件的实现,详细论述了核心模块即再现任务控制模块的实现,该模块包括工业机器人控制语言解释器和插补器两个子模块。工业机器人控制语言解释器对示教程序进行解释执行,插补器模块根据解释器的解释结果,进行运动再现相关参数设置和轨迹规划、运动学的求解。针对机器人三维仿真需求,给出了基于Windows的机器人三维仿真软件的设计,实现了机器人运动学、轨迹规划算法验证以及示教程序验证等仿真功能。最后以六轴空间水切割机器人作为应用对象,给出了RC软件的集成应用测试,结果验证了软件的功能和有效性,为高性能控制器的开发打下了良好的基础。