工业机器人以其成本低、精度高、效率高和可扩展性强等性能正广泛应用到工业领域。针对示教方式非便捷化,本文实现机械臂拖曳仿真及实验,通过拖曳来示教机械臂。针对拖曳过程中高实时性,本文给出了基于机器人结构与姿态矩阵正交的快速逆解方法。针对机械臂拖曳过程中刚度变化的问题,本文给出了机械臂末端刚度进行可视化处理的方法。基于本文提出的理论方法和技术,进行了相应的仿真和实验。论文主要内容如下:以新松SIASUN SR6C机器人为研究对象,以D-H方法为基础建立了工业机器人运动学模型,介绍了机器人的正向运动学。使用微分变换的方法进行了机器人雅可比矩阵的求解。面向机械臂末端拖曳,提出了基于机器人结构与姿态矩阵正交的快速逆解方法。基于机器人的结构特点创建机器人连杆坐标,可使部分连杆变换矩阵中的位置矩阵为零,从而为计算过程减少工作量。基于机器人姿态矩阵正交,主要是在计算过程中利用正交矩阵的性质,在求解中起到简化求解过程的作用。最后,通过与传统逆解算法比较,能将每万个点的耗时从0.309ms减少到0.069ms,效率大大提高,完全满足拖曳过程中实时性高的要求。通过仿真验证得出快速逆解方法的精确性相当高,精度为:1e-4mm。提出了 6R机械臂末端拖曳过程刚度可视化技术。通过经验公式计算得到机械臂的关节刚度,建立机器人静刚度模型。通过机器人刚度性能评价引入机械臂末端刚度椭球,建立机器人刚度椭球模型。在离线编程软件中将机械臂末端刚度通过刚度椭球进行可视化处理,使操作人员有直观感受。对机械臂拖曳的原理进行介绍,并在离线编程软件上开发并实现机械臂末端拖曳仿真实验。最后将两者结合,实现机械臂拖曳过程中实时的机械臂末端刚度可视化。最后,进行了基于力传感器的6R机械臂拖曳与刚度校核实验。基于力传感器在6R机械臂上进行力拖曳实验,通过拖曳过程中力大小变化来验证机械臂末端拖曳是否平缓。通过机械臂末端在不同位姿下受力变形量与在仿真中相应位姿下受力变形量之间的关系,经过实验数据比较得到实际刚度与理论刚度之间的关系,从而进行刚度校核。利用校核后的刚度结合机械臂末端刚度可视化,进行了机械臂末端刚度可视化仿真应用,研发了用于保障加工精度的刚度预警,对提高机器人加工精度有重要意义。