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随着德国“工业4.0”战略引发全球对“第四次工业革命”这一话题的持续讨论，机器人产业作为“工业4.0”的主体成为当下最热门的主题之一。作为运动控制系统的核心，控制器的性能直接决定机器人的先进性。研发具有高性能低价格的开放式控制器具有必要性和紧迫性。 本文针对工业机器人控制系统在开放性、实时性和分布式等方面的不足，基于X86工控机架构，以深圳某公司RB_1400六自由度焊接机器人为研究对象，在完成机器人运动学、TCP校验算法的基础上，采用实时工业以太网现场总线EtherCAT和开放式软件平台CODESYS构建了机器人控制系统，设计开发了机器人的控制软件和示教软件，并对控制器的实时性进行了性能检测与分析，主要研究内容如下: 对RB-1400机器人进行建模分析，采用经典D-H法建立连杆坐标系，得到工业机器人的运动学正解。通过代数法对机器人的运动学逆解进行分析，得到运动学的八组逆解，利用“最短路径”和“加权系数”方法对八组逆解进行优化选择，解决了运动学多解的问题和奇异点规避的问题。随后利用Matlab软件进行仿真，分析了机器人的工作空间，验证了运动学正解和逆解的正确性。 提出了多点标定弧焊机器人的工具标定算法，工具中心点(TCP)位置标定采用线性最小二乘法的矩阵形式进行求解，工具坐标系(TCF)姿态采用向量和矩阵的基本运算进行求解。并开发了基于IEC61131-3标准规范功能块，利用该标定算法校验TCP点的位置，机器人的定位精度满足实际的加工要求。 在此基础上，构建了基于开放式软件平台CODESYS和EtherCAT总线技术的机器人运动控制系统，开发了机器人和示教盒控制软件，采用OPC通信技术建立了机器人示教器和控制器之间的通信，实现了两个软件之间的数据交互。示教器软件在VS2005环境下开发，通过MFC应用程序框架对系统进行总体设计，整个软件的架构借助动态链接库来完成。 最后对本控制器在6轴焊接机器人本体上进行了通讯性能测试，测试表明EtherCAT网络在主站与从站之间的通讯效率满足RB_1400机器人的焊接要求，主从站的通讯类型完全符合EtherCAT协议，具有高的实时性。