在《中国制造2025》的倡导下,工业机器人已经广泛应用到各行各业。至今,我国已经连续五年成为全球第一大机器人应用市场。其中控制系统作为工业机器人的重要组成部分。一个成熟且有竞争力的机器人控制系统至少包含两个特征:开放性和模块化,开放性是指采用开放的系统结构有利于机器人控制系统的拓展与更新;模块化是指工业机器人的控制系统在硬件层面便于搭建、在软件层面结构清晰。本文采用倍福公司的BECKOFF-CX5130嵌入式控制器,包含运动控制以及PLC的功能,是世界上运动控制领域的前沿产品,兼顾开放性与模块化。本论文的主要研究内容如下:首先,对工业机器人进行运动学分析,采用D-H法对工业机器人进行建模,推导其正逆学方程,求出其正逆学方程的解,转化为程序的形式编写到控制器中。其次,将码垛机器人的运动轨迹进行分解,包含圆弧段与直线段,利用S型曲线加减速控制算法进行以及笛卡尔空间插补计算使得机器人的运动轨迹更加柔和。最后,采用TwinCAT PLC Control作为程序的开发环境,对控制系统的软件部分进行总体实现。采用工业实时以太网Ethercat进行通讯,对工业机器人的各轴进行运动控制,通过程序模拟以及对机器人实际运动轨迹的测试验证了控制系统的有效性与可行性。