随着智能制造发展,工业机器人在制造业中的应用得到了迅猛的发展。产品研磨抛光是产品制造领域的重要环节之一,由于存在磨抛均匀性无法保证、用人成本高等问题。传统人工研磨抛光工艺技术的升级换代,促进机器人技术在该领域得到应用,大多数主要以刚性工件的研磨抛光作为主要作用对象,有些工业制品其属性并非刚性具有柔性特性,而直接采用以开发机器人刚性的研磨抛光技术不能很好满足工艺质量要求。因此开展柔性体研磨抛光特性研究和开发针对其特性的机器人研磨抛光技术的无力传感器控制器设计,不仅具有较高的理论指导意义且具有较大的现实意义。与刚性工件不同,柔性体在受力后会产生变形,其位置、姿态及磨抛力随着作用点不同而变化,如何对变形后的加工表面的位置、姿态及磨抛力进行轨迹跟踪是机器人对柔性体进行磨抛操作时机器人控制系统设计的难点。为此本研究选择传统牛皮研磨抛光工艺为研究对象,通过查阅相关文献和其自身属性,采用ABAQUS有限元分析软件构建虚拟实验平台,模拟提取了牛皮表面加工变形后的位置、姿态及磨抛力工艺参数,同时基于该系列参数,以6R机器人柔顺控制的原理和方法构建了一套控制系统技术方案,并在Matlab 2019b搭建了仿真虚拟平台,对变形轨迹跟踪、阻抗控制等关键技术展开深入研究模拟,为今后针对柔性体无力传感器机器人研磨抛光控制器硬件和软件设计提供技术支撑。主要内容如下:首先对机器人研磨抛光技术在国内外的研究现状进行了分析,并介绍了本文研究过程中的主要研究路线。接着,以川崎RS010N型机器人本体为研究对象,运用D-H法建立了运动学模型并推导了运动学逆解。同时,采用牛顿欧拉法对机器人动力学进行分析,并在Matlab2019b软件中完成了机器人运动学及动力学模型搭建和模型验证。之后,对控制系统的位姿轨迹输入进行了研究。由于在对柔性体磨抛的过程中会存在柔性受力变形导致磨抛工具头无法正确跟踪轨迹的问题,因此利用ABAQUS有限元分析软件构建虚拟实验平台,模拟提取了牛皮表面加工变形后的位置、姿态及磨抛力工艺参数,通过变形轨迹参数和采用伏雷内标架规划了变形后的位置和姿态轨迹共同作为控制系统的轨迹输入。然后,进行了机器人磨抛过程中的力、位置控制系统设计。采用分解加速度控制为机器人位置策略和阻抗控制为力控制策略,在Simulink集成环境中完成了控制系统搭建及仿真验证。其后,对机器人关节电机控制系统及无力矩传感技术进行了研究。以直流电机为研究对象、模糊PID控制为机器人关节电机控制器开发算法,搭建了机器人单关节电机控制系统。机器人力控制的实现关键是对末端力反馈的采集,在研究过程中本文采用无力矩传感技术实现对机器人末端工具受力的采集以降低机器人柔性体磨抛任务的实现成本。最后,列举了全文的研究成果和创新之处,也指出了研究过程中存在的不足并提出了对未来的展望。