复杂曲面零件广泛应用在航空航天、运输、能源等重要领域。机器人具有智能化、操作空间大、柔性好等优势,因此采用机器人实现复杂曲面零件的加工成为了目前的研究热点。然而,面向多品种、小批量、非结构化复杂曲面零件如航空发动机叶片、燃气轮机叶片等,机器人离线编程困难、配置周期长。结合虚拟夹具的机器人动觉示教可实现人手操作轨迹向机器人迁移,克服机器人离线编程效率低、示教学习精度差等不足。然而,虚拟夹具辅助机器人动觉示教存在动觉示教操作舒适度不足、复杂曲面虚拟夹具构造困难、难以根据操作者意图自适应调整以及辅助示教精度低等问题。为此,本文提出了一种面向复杂曲面加工的虚拟夹具生成和迭代更新的辅助机器人动觉示教技术方案,重点针对机器人动觉示教系统搭建、复杂曲面虚拟夹具构造、虚拟夹具控制结构设计以及虚拟夹具局部迭代修正展开了研究。本文主要研究工作以及创新性成果如下:1、机器人动觉示教系统搭建。对机器人末端执行器进行重力补偿,在此基础上利用导纳控制实现机器人在任务空间下的自由牵引,根据操作者在动觉示教过程中的操作习惯,提出了一种基于标准力的变导纳控制策略,使机器人与人交互更加顺应。在UR5机器人实验平台上进行实验验证,结果表明所提变导纳控制策略,在一定范围内能够使操作力维持在标准力附近,增强了操作舒适度;力传感器实测值与补偿值的平均力与力矩误差分别为0.024 N和0.0023 N/m,验证了重力补偿算法的有效性。2、基于曲面流形的虚拟夹具构造。提出了一种曲面流形结合位姿样条插值算法构造6D（6-DOF）虚拟夹具的方法。示教数据经局部平滑流形学习算法生成曲面流形,利用其泛化投影特性获得虚拟夹具引导路径离散点,离散点位姿分别经Akima样条插值与Squad样条插值算法获得6D虚拟夹具。在UR5机器人实验平台上对所提方法开展实验验证,结果表明该方法中构造复杂曲面流形仅通过若干次拖动示教获得,经交叉验证平均误差率为1.8%,在保证精度的同时具有泛化特性,使复杂曲面虚拟夹具构造简单且具有泛化特性。3、虚拟夹具控制结构设计。基于参考方向法,提出了一种基于机器人轮廓误差补偿的虚拟夹具控制结构。在该控制结构中,首次提出6D任务空间下机器人轮廓误差的定义即辅助示教精度,在此基础上,提出了一种局部迭代的轮廓误差估计方法。在UR5机器人实验平台上对上述方法进行实验验证,结果表明所提出的辅助示教精度定义简单直观,该控制结构相较于传统方法,辅助示教精度提升7.5倍,轮廓误差估计方法能准确高效地获得机器人末端与虚拟夹具路径上的最邻近点,位置与方向轮廓误差偏差分别不大于0.004932μm与1.05μrad。4、虚拟夹具局部迭代修正。对常用的操作者意图表征方式进行分析比较,提出了一种基于操作者意图的虚拟夹具迭代修正控制结构,在操作者意图的作用下,对符合目标曲面的虚拟夹具进行误差补偿,反之则对虚拟夹具经简单约束对象变形算法（SCODEF）进行局部迭代修正,最终同步生成示教路径。在UR5机器人实验平台上对其进行实验验证,实验结果表明所提方法能够在保证高辅助示教精度的同时,根据操意图自适应局部修正虚拟夹具以更为吻合目标曲面,其中,位置与方向平均轮廓误差分别为0.1404 mm和0.0041 rad。