目前,国内墙面喷涂行业大部分采用喷涂效率较低的人工喷涂方式,其劳动强度较大,严重制约喷涂效率,并且造成涂料浪费、花费较大等问题。而利用喷涂机器人在恶劣的环境中进行喷涂工作,大大提高喷涂效率和喷涂质量。基于以上问题,本文对基于激光传感器的自动喷涂系统进行设计,根据机器人参数建立三维模型,并对机器人的结构与运动学问题进行分析,利用MATLAB对其进行轨迹规划仿真,实现预定轨迹的运动控制。对墙面点云数据提取与处理的相关问题进行研究,采用体素化降噪算法对获取的点云数据进行优化;利用Cloud Compare和Labview软件设计适用于本喷涂系统的算法软件,实现对墙面法向量的提取以及可视化,为机器人的轨迹规划提供可靠的保证。对机器人运动学问题进行深入研究,根据机器人的结构原理和D-H建模方法完成机器人数学模型的建立;利用MATLAB对机器人正、逆运动学算法进行仿真,并验证其正确性;利用机器人关节空间轨迹规划的方法得到机器人末端运行轨迹,并得到机器人各个关节量的仿真曲线,对机器人轨迹规划算法的有效性进行验证。建立针对平面墙面的涂层厚度模型;分析机器人喷涂的过程,在相同喷涂面积的条件下,确定最节省涂料的喷涂方案,为确保涂层的均匀性,建立涂层厚度累积函数,确定涂层最优厚度与涂料喷涂直径。研究机器人的运动控制方法,提出将自适应运动控制和滑模变结构控制方法进行结合的算法,并通过MATLAB进行仿真,对基于自适应调整的滑模变结构控制算法的有效性进行验证;将机器视觉引入到机器人的喷涂系统中,利用robo DK软件搭建墙面喷涂系统工作站,设计墙面模拟体,对喷涂过程进行仿真,对墙面喷涂系统的可行性和有效性进行验证。