随着航空航天、铁路运输、大型航运等领域的快速发展,目前存在大量对大型结构件的现场加工、装配、维修的需求。大型结构件具有外形尺寸大、几何形状复杂、精度要求高等特点,对其制造和维修等均面临着诸多的技术难题。为了适应加工大型结构件时大范围移动、局部高速精密加工的服役环境,以并/混联构型装备为核心功能部件的单机制造单元或多机制造系统正逐渐成为不可或缺的重要工具。几何精度是制约混联机器人拓展其应用领域的瓶颈问题之一。在具有一定基础制造精度的前提下,运动学标定是进一步提高混联机器人几何精度的有效手段。本文以一种新型5自由度混联机器人为对象,系统研究了其运动学标定技术,并着重采用正则化方法解决了误差辨识过程中存在的因辨识矩阵病态性而导致辨识结果不适定的问题。首先,基于旋量理论建立了满足完备性和最小性的混联机器人几何误差模型。其次,在误差参数辨识环节,提出两种用于评价辨识算法有效性的指标,并基于仿真结果比较了四类正则化辨识算法的解的稳定性以及解对模型的预测能力。同时,研究并揭示了测量噪声对各类辨识算法的影响规律。最后,提出误差补偿策略并开展运动学标定实验。实验结果表明,运动学标定后混联机器人在全工作空间范围内的位置误差和姿态误差分别被降低至0.054 mm和0.041o以下,从而验证了所提方法的有效性。RTCP技术是检验五轴联动加工装备综合精度性能以及加工能力的有效手段,本文围绕RTCP检测原理与技术在混联机器人的具体应用开展了相关理论与实验研究。首先基于多目标优化算法获取混联机器人RTCP检验中心位置以及最大检验姿态角,使得机器人在操作空间具备最大姿态角检测范围的前提下,尽可能增加关节空间中主动关节相应的运动范围。然后设计并规划了三种标准RTCP检验轨迹和一种包含了丰富的运动速度状态的优化“8”字形轨迹。最后,计算RTCP轨迹最小曲率半径,确定NC指令的最大插补步长,并根据规划的检验轨迹生成相应的NC指令,进而开展混联机器人RTCP精度检测实验研究。实验结果表明,在运动学标定的基础上,RTCP检验方法可以通过检验末端位置误差来有效检测机器人的动态误差,进而评价混联机器人的五轴联动精度。