在先进制造业中，工业机器人逐渐取代人力来提高生产力并减少劳动力成本，成为不可或缺的重要设备装置。作为工业机器人的一种，喷涂机器人广泛应用于汽车、电器及家具等产品的涂装生产线。但目前我国还无法掌握喷涂机器人的核心技术，所以开发具有自主知识产权的喷涂机器人成套设备能够提升我国工业装备的技术水平。本文以国家重大科技专项项目《15kg喷涂机器人成套装备》(2010ZX04008-041)为依托，针对喷涂机器人离线轨迹规划中的若干关键技术进行了深入的研究，实现喷涂机器人离线轨迹规划，使得喷涂机器人真正成为安全可靠的先进涂装设备，主要工作如下:　　针对复杂自由曲面的喷涂问题，提出一种统一的处理框架。根据分而治之的思想，对复杂工件曲面采用分层轨迹规划的方法，首先对复杂曲面进行分割，分别根据采用基于RMS曲率的分水岭算法和切割投影法算法进行分割，形成一系列“简单”曲面。　　针对在分割得到“简单”子片内路径规划的问题，采用测地种子曲线的路径规划算法进行路径规划进行轨迹规划，将喷枪轨迹规划问题分解为种子曲线的选取、轨迹曲线上喷枪速率的优化和轨迹间距优化三个子问题分别优化，并给出了相应的优化算法。　　针对结构化工件的喷涂问题，提出了一种快速模板化地处理方法。首先基于分层规划的思想，运用复杂曲面的分割方法将结构化工件分割成由若干个例如平面、圆柱面、圆锥面、球面和圆环面等规则曲面的简单子片，然后提取简单规则曲面的几何参数，其后根据自由曲面的喷涂模型推导出各个规则曲面的喷涂模型，以便进行路径参数的优化和涂层厚度的计算，最后采用采用切割投影的算法在每个规则曲面上进行快速路径生成。　　在对喷涂机器人离线轨迹规划算法进行了全面的研究的前提下，结合VC++/MFC和SolidWorks二次开发技术，采用组件对象模型(COM)技术，开发出可加载到通用型离线仿真平台—ROBOLP的喷涂机器人轨迹规划模块。