大型铸锻件由于其自身体积大、质量重的特点,如何实现对大型铸锻件的完整加工,是目前的一个难点问题。机器人切削加工具有自由度高、占地面积小等优势,但只采用机器人对大型铸锻件进行加工无法实现其完整加工。因此需要设计出一套加工系统来完成对大型铸锻件的完整加工。本文以MOTOMAN UP50型机器人为主体,并针对该机器人配备变位机、回转平台、激光扫描仪和工业相机等辅助装备,完成对大型铸锻件机器人加工系统的设计。然后针对该加工系统的特点进行加工方法的研究,对机器人的运动学进行研究并在运动学的基础上分析了机器人的工作空间和加工区域,根据加工区域对大型铸锻件进行区域划分,最后对机器人的加工轨迹进行规划,以此来达到对大型铸锻件进行加工的目的。本文研究内容及成果如下:（1）机器人加工系统总体方案设计。针对大型铸锻件修型加工的特点,以MOTOMAN UP50型机器人为主体,规划了机器人加工系统构成及各部分功能,为实现工件的转位和机器人的移位,规划了工件回转平台和机器人变位机的实现方案;为后续详细设计做好了准备。（2）机械系统关键零部件的设计及分析研究。对回转机构中主要受力零件和传动零件进行有限元分析,根据分析结果判断其是否可以满足工作要求,最后对关键零件进行轻量化设计以节约材料,对比分析优化前后的分析结果,确保优化后结果的可靠性。变位机的关键零部件大多已实现标准化,本文主要对其进行选型计算,并对其进行有限元分析确保其可靠性。（3）机器人运动学及加工系统研究。根据改进型D-H法建立机器人连杆坐标模型,对运动学算法进行研究,基于MATLAB对运动学正逆解进行分析验证;其次,对机器人的雅可比矩阵进行研究,并进行求解验证。根据加工系统的特点,建立加工系统各模块的坐标系,并给出工件坐标系在机器人坐标系中的位姿关系。（4）大型铸锻件区域划分研究。根据得到的运动学方程,由蒙特卡洛法得到机器人的工作空间,根据机器人的工作空间和机器人的结构确定出机器人的加工范围,以机器人的加工范围为基础对不同类型零件的区域划分进行研究。并由此确定出加工一个区域后回转机构转动角度和变位机移位的距离,实现对大型铸锻件的完整加工。（5）机器人轨迹规划研究。通过多项式插值对机器人关节空间进行轨迹规划,并给出了经过路径点的轨迹规划方法;在笛卡尔空间通过直线和圆弧插值规划末端路径,并对机器人的位姿进行规划,得到机器人在规定路径点出的位姿。根据机器人运动学逆解,得到各个关节所要经过的插值点,并给处了一个加工路径实例,验证轨迹规划的准确性。