随着现代工业的迅猛发展,各种曲面工件在各领域中的应用愈加广泛,多自由度机器人凭借其灵活、高效、重复度高的优点成为与无损检测领域结合实现自动化检测的主要解决方案,多自由度机器人携带超声换能器完成自动化检测任务时,必须保证超声换能器与工件表面垂直且间距维持稳定,对机器人轨迹精密性要求较高。实际机器人因装配、加工等原因造成运动学参数不准确和轨迹规划算法问题造成机器人受到冲击等原因都会降低其轨迹精密性,以致检测任务中出现错检、漏检的问题。本文从压电超声检测机器人精密定位和精密轨迹规划两方面进行研究以实现高精度轨迹控制。压电超声检测机器人精密定位研究部分,利用激光跟踪仪结合六轴旋转法进行了机器人运动学参数标定,并引入绕Y轴旋转参数β。为验证标定效果,提出一种机器人基坐标系与激光跟踪仪坐标系之间转换的方法,对比标定前后数据,机器人定位精度提高60%以上。检测机器人精密轨迹规划部分首先提出了覆盖工件表面检测区域的回折型扫查检测路径规划,随后提出运行时间周期化工业机器人模型迭代寻优NURBS轨迹插补算法插补检测路径,避免机器人轨迹轮廓误差和法向加速度超限导致轨迹精密性变差。该算法根据最大轮廓误差和机器人动力学特性对曲线分段,利用优化回溯法使各曲线段均可用S曲线加减速规划,将各加减速阶段运行时间调整为插补周期的整数倍,并对各曲线段衔接处速度平滑处理,提出基于模型迭代寻优的曲线插补取代传统插补方法,仿真实验证明,该方法插补轨迹的各项指标均满足要求且最大速度波动率仅为0.000099%。最后提出一种双NURBS曲线同步插补算法,控制机器人末端超声换能器姿态始终与工件表面保持垂直。真机检测实验结果表明运动学参数标定后超声A扫描底波信号幅值有所提高,机器人精密轨迹规划可维持超声换能器与工件表面垂直且间距稳定,避免因法向加速度冲击导致超声C扫描成像精度下降的问题,在保证检测精度的同时大幅提高检测效率。