新能源汽车是我国应对节能减排挑战的需要,发展前景巨大。新能源汽车车身主要采用铝合金材料,这就要求加工机床灵巧轻便,能够实现复杂曲面的精准成形。由于加工材料的特殊性,对机床整体刚度要求适中,摒弃了传统复杂结构。因此,本文将提出一种基于平面并联的五自由度混联机器人构型,主要研究内容如下:建立RPR/RP+2R+P五自由度混联机器人基本构型,分析计算混联机器人的自由度。搭建混联平台基本数学模型,建立机器人末端刀尖点与分支杆之间的位姿关系。聚焦于并联与混联构型位置的正反解以及速度雅可比的求解,为后续尺度优化以及运动学仿真奠定理论基础。以混联机器人位置正反解为依据,求解五自由度混联机器人的位姿空间;以分支杆驱动力为优化指标,以加工工作空间内机构运转不干涉为约束条件,采用Adams-Matlab联合仿真的探究方法,定量分析各结构参数对分支驱动力的影响,并以线性回归算法进行数据拟合,完成尺度优化。以尺度优化获得的关键构件尺寸为依据,以机器人整机空间布局合理为原则,根据模块化的设计理念,完成五自由度混联机器人的初代样机结构设计。并以此结构模型进行参数化建模,利用Adams软件进行动力学仿真,以实现对关键零部件的选型与校核。以混联机器人整机及其关键构件的刚度为优化指标,以“尺寸迭代”的优化思想,采用有限元分析的探究方法对五自由度混联机器人初代样机实现递进式的结构调整。并以此为前提,对整机进行模态分析以得到机器人前六阶振动特性。本文所述新型面向铝合金结构件加工的五自由度混联机器人,在满足刚度要求的前提下,采取少分支构型有利于降低制造成本,可以更好地实现加工过程的可视化,为针对轻薄结构件加工的混联机器人设计提供了新思路。