“中国制造2025”对高端装备制造提出了网络化、数字化、智能化的要求。运动控制器作为智能工厂的终端控制节点,广泛应用于控制智能设备。在开放式架构中,软件化的运动控制器被认为是理想型解决方案。根据可伸缩、可配置、柔性化、模块化的需求,本文设计了基于RTX64的开放式运动控制器,重点探讨了控制器的架构设计、实现方案、同步策略、控制算法等核心模块,旨在实现开放性好、稳定性高、扩展性强的通用运动控制平台。本文主要的研究工作如下:首先,通过分析控制器的功能与性能需求,选取“Windows7+RTX64”为系统开发平台,选用实时工业以太网EtherCAT总线技术实现软控制器与从站设备的通讯,并完成了控制系统的分层架构设计与功能模块划分。其次,讨论了开放式控制器中多进程与多线程的实现方式,主要研究了进程的运行环境与进程间交互方案,提出了多线程设计与调度方案。在分析控制器事件流执行、数据流传递的基础上,设计了运动控制中位置信息的传递流程。基于模板方法设计模式,实现了控制器的原点复位功能。接着,研究了控制器的同步策略与通讯模型,设计了抽象同步基类,实现对多种同步机制的统一管理。采用环形队列降低多线程间的强耦合,针对线程间数据类型差异化,设计了基于模板类的环形队列。然后,设计了连续轨迹插补控制算法,实现了指令预处理与轨迹预处理,分析了拐角过渡条件与性能,选用直线过渡方案。针对前瞻算法失效的问题,提出优化策略。建立速度规划数学模型,使用双向扫描、动态规划、二分调节等算法,确定最优规划速度。最后,为测试开放式运动控制器的可行性,搭建了两个实验平台,对控制器的基本功能、控制性能进行全面测试,并将控制器应用于3D打磨、视觉点胶等实际工程。实验结果与工程应用效果验证了控制器的稳定性与开放性。