高精度柔性制造装备是一个国家航空航天制造业水平的标杆，工业机器人因其高度柔性化的特点已成为国内外的研究热点。然而，工业机器人精度低的问题一直制约着其发展，难以进一步拓展到航空航天等高精制造业中。另外，国内工业机器人仅能应用于一些精度不高的低端制造领域，机器人高精度加工装备技术被国外航空航天工业巨头垄断。为提高工业机器人精度，缩短我国与国外在航空航天高精度制造技术和装备的差距，本文结合航空航天领域高精度柔性制造需求，对工业机器人全姿态点位和轨迹精度补偿方法展开研究。论文主要内容如下：
　　（1）建立了典型6自由度机器人运动学模型，分析了机器人建模与关节控制环节的几何误差与非几何误差。归纳不同机器人精度补偿方法所能补偿的误差源，确定采用基于视觉引导的机器人高精度定位与轨迹跟踪控制方案，综合考虑多种误差，具有较高的补偿精度。
　　（2）通过双目视觉建立测量场，统一机器人加工系统坐标系。对双目视觉的位姿测量方式进行理论研究，分析跟踪坐标系建立方法对位姿测量噪声的影响，提高了位姿测量精度。设计卡尔曼滤波器对机器人末端执行器位姿平滑估计，满足末端执行器动态测量需求。
　　（3）阐明基于视觉引导的机器人精度补偿原理，设计了模糊PID视觉伺服控制器，数值仿真控制系统的控制性能。完成机器人数据交互环境配置工作，设计机器人空载运动试验，验证了控制系统的高精度控制性能。
　　（4）搭建机器人加工试验平台，评估本文所述机器人精度补偿技术的实际加工性能。试验结果表明，钻孔、直线铣削和圆弧铣削的最大位置误差分别降低了89%、92%和91%，精度提升效果显著。