飞机表面涂装是飞机制造环节中至关重要的一步，对于有隐身性能要求的飞机来说显得尤为重要，其涂层厚度和均匀性直接关系到飞机的作战性能。目前国际上飞机的喷涂大多采用原始的手工喷涂方式：效率低下、喷涂质量难以保证、对人体伤害大，发展数字化涂装是国内外飞机制造的必然趋势，也是提升我国飞机制造水平的必然选择。本文对喷涂机器人结构进行了简单介绍，运用CATIADMU仿真模块对喷涂机器人三自由度简易结构和工作原理进行了仿真分析，实现其运动原理和关键部件结构设计。结合国内外飞机涂装现状和进气道结构特点及涂层性能指标要求，通过相关轨迹规划和喷涂方式的研究，本文提出基于CATIA平台利用VC++技术进行离线编程系统模块开发的工作方式，在CATIA界面实现了喷涂工件表面的轨迹规划和喷枪轨迹点的自动生成，并形成机器人离线喷涂所需要的喷枪轨迹点的三维坐标文档。通过无线网络传输给喷涂机器人控制器并执行相关喷涂作业。确定了基于工业控制器和PLC的机器人喷涂解决方案，实现了对喷涂悬臂机器人的结构设计、电气电路设计、PLC输入输出和内部程序设计以及普洛菲斯数字显示屏的可视化程序设计。解决了喷涂工程中的电动、气动等协同工作问题，完成了整个喷涂控制系统的整体设计。本文完成了进气道喷涂喷枪头运动轨迹规划、离线编程系统模块开发、喷涂机械悬臂手模型建立和喷涂控制系统的整体设计工作，实现了离线编程系统仿真功能及喷涂机械手实际控制操作，并在此基础上进行了前期的喷涂实验，采集了相关样件的喷涂数据，为进一步实际喷涂乃至整机喷涂奠定了一定的理论基础，推动了飞机制造数字化技术的发展进步。