水切割机器人已广泛应用于钢材、铜铝材、玻璃、陶瓷、硬质合金、塑料、人造纤维、布、纸、复合材料等加工，水切割机器人离线编程系统近年来发展迅速，它自身的优点决定了它在水切割机器人应用领域具有广泛的使用价值。　　本文针对水切割机器人离线编程系统，结合南京大地水刀股份有限公司实际应用需求，重点研究了水切割机器人离线编程系统中的工件位置标定与作业规划方法，开发了相关软件模块，使之能够高效的完成给定工件切割作业任务。　　本文针对水切割机器人中工件标定问题，融合了三点标定和模拟退火算法标定的优点提出了一种改进的基于模拟退火算法的工件标定方法，该改进方法克服了利用三点标定法标定精度低的缺点，同时改善了采用一般模拟退火算法标定速度慢的问题。同时，对实际过程中可能出现的工件局部加工误差，针对几种典型轮廓，设计了局部误差补偿方法，以进一步提高水切割精度。　　针对原有的基于传统安全平面法的过渡路径规划方法优化效果差，以及基于贪婪法则的启发式过渡路径搜索方法的不合理性，重新设计了一种改进的基于安全平面法的过渡路径规划方法，重点描述了改进安全面平法中的安全平面选择以及过渡路径点的计算问题，最后在给定工件上验证了该方法的可行性与实用性。　　本文还对切割轮廓排序问题作了重点研究，结合水切割实际情况，设计了一种改进的禁忌搜索算法，该算法采用区域划分法产生初始解，弥补了传统禁忌算法初始解的随机性，并通过仿真实验验证了它的可行性。最后通过仿真实验结果比较了原有的遗传算法、蚁群算法和改进禁忌搜索算法，验证了改进方法的效果。　　最后，通过离线编程与仿真通用平台对水切割机器人离线编程中的工件标定和作业规划软件进行了测试，验证了该软件的正确性与合理性。完成相关软件开发，并与通用平台集成。