自由曲面在工业领域中应用广泛,打磨技术能够极大地影响自由曲面工件最终表面质量。目前自由曲面打磨还是以人工为主,加工效率低,为保证打磨质量并提高打磨效率,机器人离线打磨取代人工作业已逐渐成为主流加工方法。在打磨过程中,机器人的路径规划是离线打磨的关键技术之一。本文基于ROS开源操作平台,融合路径规划方法,形成了具有打磨仿真环境的机器人离线编程软件系统,并进行了实验验证,本文研究内容如下:首先,本文对打磨机器人模型进行简化与分析,建立底座、大臂、手臂等六轴的坐标系。通过连杆之间的几何关系,以及关节轴的确定,利用空间旋量理论对机器人正逆运动学进行了分析与建模。通过给定关节角度求得末端打磨头姿态,使用Matlab机器人工具对该姿态进行了验证分析。其次,基于ROS操作平台建立打磨机器人的仿真平台,借助solidworks中的ROS插件完成文件的创建,得到包含机器人模型、仿真启动文件。基于RVIZ可视化工具,完成机器人运动模型的配置,调用ROS功能包中接口函数,对运动过程相应节点进行程序设计,实现仿真运动。通过直线、圆弧典型插补验证机器人仿真运动的正确性,从而保证机器人运动的精确性。接着,在笛卡尔坐标系下,对打磨机器人进行轨迹规划研究,根据自由曲面的特点,选择合适的打磨方式以及轨迹规划方法。根据激光扫描得到工件点云数据,离散点构成翼形轮廓,并利用多标记法对离散点进行有序化处理,确定打磨路径的方向。利用NURBS曲线进行轨迹规划,基于S型速度曲线,完成轨迹点的插补序列。针对曲率问题,利用弓高误差自适应算法再次优化轨迹,保证机器人运动的轨迹精度。最后,本文利用ROS开源操作平台以及Qt开源库等,设计和开发了自由曲面的离线编程系统软件。通过信号槽以及ROS中的接口自定义各功能模块,进行封装。接着利用上述的自适应算法得到优化后的插补点位姿,在该平台下进行仿真和代码转换。最后通过仿真实验验证本文规划算法的正确性及软件系统的适用性。