在自动化生产线中,单个机械臂往往难以满足大型构件的加工需求,因此多机械臂协同控制越来越多地应用在工业生产中。本文针对大型构件喷涂作业的多机械臂协同控制技术进行研究,主要开展了喷涂工艺数学分析、加工路径规划、碰撞检测和避障技术的研究,搭建了多臂喷涂作业的仿真和实验场景,进行了多机械臂协同喷涂作业仿真和实验验证。针对喷涂工艺的要求,建立了喷涂椭圆高斯和数学模型。分别对单点喷涂、单条路径喷涂和多条路径喷涂进行分析,优化了“弓”字型喷涂路径形成的喷涂表面的平整度。分析了机械臂的运动学特点,进行运动学仿真验证了算法的可靠性。针对工件喷涂路径规划的问题,建立了全自动化的曲面路径规划设计方法。基于工件CAD模型,从目标工件中提取出了合适的加工路径。基于面片法向量对其进行了曲面分片处理操作,利用切片法对不同的面片提取了基础路径,结合蚁群算法对得到的基础路径进行最优化连接,完成喷涂路径的路径规划算法。确保此喷涂路径的喷涂效果可以遍历整个工件表面,同时确保时间最优,提高机械臂末端在工件表面作业的效率。建立了参数化设计的机械臂碰撞检测及避碰方法。搭建了均衡的系统作业场景和协同工作方式,建立了结合喷涂任务的优化模型和约束条件。简化了机械臂模型,进行距离解算,完成碰撞检测算法搭建。在避碰方面,搭建了障碍物空间,采用三维人工势场法完成了无碰撞路径规划。在线环境下则基于红外传感器进行障碍物的标记,辅助障碍物空间搭建,结合不同环境优化参数化避碰方法,完成了避障任务。最后,搭建了多机械臂协同喷涂实验场景和喷涂作业的控制系统。开展了多机械臂协同喷涂的仿真模拟,分析了机械臂在喷涂各个任务序列中的安全性,完成了多机械臂协同喷涂实验。最后对喷涂效果进行了分析,验证了多机械臂针对大型构件喷涂作业的有效性和稳定性。