工业机器人为了完成运动规划,其控制系统需要实时发送大量的位置信息给各个轴关节驱动电机,而传统的现场总线的传输速度已无法满足该要求。工业以太网总线Ethercat由于其实时性以及同步性被广泛的应用到工业机器人通信系统中。本文基于Ethercat对工业机器人通信系统进行设计,包括Ethercat协议通讯主站和从站设计与开发。（1）工业以太网Ethercat协议分析及整体方案设计。详细分析了Ethercat协议,包括寻址方式、状态机、对象字典、系统组成、应用层协议等。根据Ethercat协议的特点分析了Ethercat通讯主站实现方案和从站实现方案。（2）Ethercat通讯从站硬件设计。在实验室已有的伺服控制板的基础上,对其电机编码器通信接口RS485电路和相电流采集AD7606电路进行优化,并设计了基于LAN9252的Ethercat通讯从站硬件电路,最后进行硬件电路制作。（3）Ethercat通讯从站软件设计。选择CCS作为下位机软件平台,对DSP进行编程实现。分别实现了多摩川编码器通信程序、相电流采集程序、Ethercat协议栈程序、CIA402的应用层程序、伺服通讯算法程序等。（4）Ethercat通讯主站系统设计。根据整体方案需求,分别设计了基于Windows下的Ethercat通讯主站和在Linux下的Ethercat通讯主站。Windows下的主站采用Twincat软件,主要用来测试通讯从站。Linux下的主站采用开源的IGH软件,完成伺服驱动的应用层软件的开发,并对Linux安装了Xenomai实时补丁,对Linux进行了实时改造。在Linux主站系统下通过共享内存的方法与上层ROS系统进行通信。（5）系统调试及实验分析。构建了两个轴关节驱动电机级联的硬件实验系统。依次检测各单元模块的功能。分别测试了Ethercat通讯从站的软硬件功能、Ethercat通讯主站功能、Ethercat通信功能,以及两个轴关节驱动电机运转的同步性,测试结果表明通讯性能达到系统的预期设计要求。总之,本文设计了Ethercat通讯从站系统和Ethercat通讯主站系统,为工业机器人系统的可靠运行奠定了基础。