从1954年George Devol发明了世界上第一台机器人到现在，全世界已经有多家著名的工业机器人公司，如KUKA, YASKAWA, ABB, FANUC等。可是工业机器人控制系统的硬件架构和软件架构缺几乎都不是开放式的。随着用户对机器人控制系统二次开发的需求的提升，传统的封闭式的系统架构的缺点日益彰显。基于此，本文设计了一种开放式的工业机器人控制系统，详细介绍了系统的软硬件架构。并且以六自由度机器人为研究对象搭建了包括机械本体和电控系统在内的硬件系统，设计了包括运动规划和人机界面的完整的机器人控制系统软件。并且在此平台上对软件系统的算法做了进一步的研究和改进。首先，本文分析了机器人运动学中的一些代表性问题，比如运动学建模和奇异点。随后提出了一些创新的机器人运动规划算法，并将其集成在了工业机器人控制系统中。在姿态的规划中采用了四元数和球面线性插值，通过线性插值可以得到角速度恒定的平滑的旋转运动，同时避免传统插值算法的万向节锁死、数据冗余等问题。在速度规划中提出了一种通用的速度滤波器代替传统的多项式插值算法。由于是在线的速度规划，速度、加速度和目标位置可以根据需要实时更改，无需停止运动，同时保证速度的二阶可导且不发生过冲。本论文的主要贡献是通过对开放式工业机器人控制系统架构的分析，以及对通用的运动规划算法的介绍，进一步解决工业机器人国产化过程中遇到的技术难题。