近年来,随着工业的迅速发展,新技术的应用使自由曲面形状的零件基本可以实现自动化加工,但最终的研磨抛光加工仍依赖熟练工人的手工操作,这是低成本、短周期、高质量和环境友好型零件制造的薄弱环节。为提高零件制造的加工精度、表面质量、加工效率以及保持良好的工作环境,本文以机器人技术为基础研究开发了一套针对工件自由曲面加工的抛光机器人系统。本文针对课题小组设计的协作式七自由度抛光机器人,介绍了其加工系统原理,并采用开放式体系结构,建立了“PC机+运动控制卡+交流伺服驱动器+交流伺服电机+传感器”的硬件控制系统,选择设计了抛光机器人的末端执行器,对执行器核心部件抛光工具进行PID控制,通过MATLAB软件对力控制系统仿真验证了控制策略的可行性。基于D-H方法建立了抛光加工的机器人运动学数学模型,推导出机器人的运动学方程,应用新的方法快速、准确地求出了正、逆运动学解。系统地研究了抛光工具的轨迹规划问题,提出了基于行切法轨迹规划的抛光加工原理,将累加弦长三次参数样条曲线的拟合、插补方法应用于机器人自动抛光控制算法中,通过对算法参数的设置,实时生成可控精度的抛光加工轨迹。最后,提出了CP控制方式的关节轨迹连续控制算法,实现机器人连续、协调运动。