船用螺旋桨是船舶动力系统的重要部件之一,目前加工螺旋桨的主要手段是数控机床。工业机器人具有精度高、效率高、柔性高等优点,正逐步应用于机械加工领域,将工业机器人应用至螺旋桨加工,可以提高其加工效率和自动化水平。机器人的几何精度和结构刚性是影响其末端定位精度的重要因素,从而影响加工精度,因此需要对机器人的几何和刚性进行分析。机器人对螺旋桨复杂曲面特征加工时,需要开展机器人离线编程。针对中型螺旋桨加工的需求,预估机器人工作空间并计算加工电主轴需要的功率和扭矩,对工业机器人和电主轴选型。设计机器人加工平台的控制系统和机械集成,完成了船用螺旋桨机器人铣削平台的搭建。以ABB IRB6660机器人为研究对象,分析机器人本体在笛卡尔空间和关节空间的几何误差,基于D-H模型建立了机器人末端到基坐标系下的映射关系,推导机器人正逆运动学方程。基于激光跟踪仪开展机器人几何标定,需要建立测量坐标系和基坐标系的转换关系,而且靶标不能安置在机器人法兰中心,因此建立了基于距离差的误差模型。采用CPA法和L-M法标定出两组运动学参数并验证,提高了机器人的定位精度。建立了机器人传统刚度模型,借助激光跟踪仪和测力仪等设备开展机器人关节刚度辨识试验。选取机器人姿态加载,测量出机器人末端的变形,将机器人末端的变形和力变换到法兰坐标系下,辨识出机器人各关节刚度。最后,在验证试验中预测机器人末端变形,并与实际变形对比,验证了辨识结果的正确性。最后,针对螺旋桨加工开展机器人离线编程,分析加工平台中坐标系,标定工件坐标系和刀具坐标系。基于UG开展轨迹规划生成螺旋桨加工刀路文件,在RobotStudio软件中转换机器人RAPID语言,推导并验证转换的正确性,设计工艺参数对螺旋桨叶面非重叠区域开展铣削加工。