全自动打磨抛光机器人是应用于打磨、抛光作业中的一类工业机器人。代替传统的手工打磨,打磨机器人打磨具有更高的效率和精度,并且可以使劳动者脱离高粉尘、噪音的生产环境,有利于维护劳动者身心健康。全自动打磨抛光机器人系统研发包括设计整体结构布局、具有复合功能的机械手、上下料系统、自动更换打磨纱布工装机构及检测系统。通过Pro/E三维建模,按照合理布局装配好系统,并建立机器人运动模型分析运动轨迹,从打磨机器人操作臂进行运动学、动力学和轨迹规划的理论分析及仿真结果提取设计参数,作为打磨机器人驱动系统及控制器设计的参考。实现加工工件自动上下料、对加工工件的抓取放置、自动更换打磨纱布、工件的表面及侧面打磨的全自动化生产线。主要内容如下:首先,建立工业机器人各个关节和终端打磨机构的坐标系,描述机器人的位置、姿态和坐标变换,通过对工业机器人的运动学分析和动力学分析,建立工业机器人的数学模型,并对工业机器人运动方程求解,为研究机器人轨迹规划奠定理论基础;然后,是对打磨抛光工业机器人自适应滑膜变结构控制算法的研究,分析滑膜控制的基本原理,得到滑膜控制中容易出现抖振问题。针对于系统抖振问题,对滑膜控制中指数趋近律提出了优化改进。结合工业机器人的动力学方程推导出自适应滑膜变结构控制律。模糊控制算法体现的自适应性满足当今智能领域发展要求。对于越复杂的系统,采用模糊控制理论,越能体现其优越性。选用模糊控制的最大好处在于其包含的控制范围广,尤其是被控对象是需要很复杂的数学建模时,其他控制方法不能解决得问题模糊控制可以根据专家的先前经验达到控制要求。本文针对全自动打磨抛光工业机器人控制系统,将模糊控制与滑膜变结构控制结合,设计了自适应模糊滑膜变结构控制算法,并利用Matlab/Simulink模块仿真。通过仿真结果可以看出,本文所提算法相比传统算法减小了系统跟踪误差,有效抑制了控制中抖振现象,缩短趋近阶段时效,提高了系统的鲁棒性。最后,结合加工金属件的加工工艺,设计了合理的设备布局,并对全自动打磨抛光工业机器人打磨系统进行设计,其中包括对工业机器人本体、打磨机构、打磨平台和上下料系统进行Pro/E建模。对全自动打磨抛光工业机器人打磨系统控制进行了设计,建立PLC与控制柜之间的以太网通讯,实现了对工件的全自动打磨抛光。