工业机器人是应用于工业领域的多关节自动化装置,它能够高效率高精度地完成重复性生产作业,将人从繁复的生产劳动和恶劣的工作环境中解放出来,从而得到了越来越广泛的应用。随着工业机器人技术的快速发展,工业现场的接触式作业的要求也随之提高,如磨削、抛光和装配作业等接触式工作场景,接触力的大小变化对加工和装配质量有着重要的影响。在这些场景下,仅通过传统的位置控制来实现执行装置与工件的接触作业已经不能满足需求,机器人在工作的时候不仅要保持工件与加工工具始终保持接触,还需要对接触力大小能够检测和控制,才能更好地达到作业要求。本论文针对工业的抛光打磨等作业场景,设计了一套气动恒力控制系统。分别从系统总体设计、元器件选型、数学模型建立、控制算法仿真以及实验测试等方面完成了这套面向工业机器人的恒力控制系统设计与分析。本论文设计的恒力控制系统采用力传感器和数据采集卡实时获取机器人工作时的力信号,通过上位机控制算法输出反馈控制信号,通过控制比例减压阀和电磁阀来控制气缸的推力,从而达到恒力控制的目的。论文根据实际参数建立了系统数学模型,通过MATLAB进行了仿真实验论证了PID控制算法可以获得良好的效果,并给出了PID参数整定的方法。通过实验平台测试以及实际作业测试,证明本套系统可以满足磨抛作业恒力控制的要求,从而为工业机器人恒力末端执行器的实际产品研发打下了理论和实验基础。