通过机器人砂带打磨系统,不仅需生成高效的打磨轨迹,还需保证工件的尺寸精度和表面质量,故有必要针对机器人砂带打磨系统展开研究。本文针对机器人砂带打磨系统,从打磨轨迹规划与优化、轨迹补偿、打磨恒力控制三方面展开了研究,同时,通过搭建相应的实验平台来实现并验证算法的可行性。为了生成针对复杂曲面工件的机器人打磨轨迹,对打磨轨迹规划和优化算法进行了研究。通过工件三维模型提取出待加工曲面的数据;对刀路插补方法进行优化,并用该方法生成打磨刀路的刀位点,避免了工件的过切现象;提出了基于等参数线法和等残留高度法的行切刀路生成算法,避免了相邻刀路间的相交和边界问题;根据刀位点坐标系、刀具坐标系和机器人基坐标系之间的关系,利用刀位点信息生成机器人打磨轨迹;针对可能发生的机器人关节角变化幅度过大及打磨碰撞问题,提出了基于递归法的机器人打磨轨迹优化算法。为了降低由于机器人绝对定位精度导致的打磨轨迹偏差,对机器人打磨轨迹补偿算法进行了研究。利用改进的机器人结构模型,构建了基于映射关系的六自由度机器人误差模型,并通过该误差模型分析了机器人位置与位置误差之间的空间相似性;考虑到机器人工作空间内存在的空间相似性,提出了基于协同克里金空间插值法的打磨轨迹补偿算法,并用半变异函数减少了算法的运算量;利用MATLAB进行了补偿算法仿真实验,在理论仿真层面证明了打磨轨迹补偿算法的可行性。为了提高机器人砂带打磨的加工质量,针对末端夹持工件的六自由度机器人砂带打磨平台,对机器人砂带打磨恒力控制算法展开了研究。对机器人末端工件和砂带轮之间的接触力进行分析,简化并验证了打磨法向力和切向力之间的关系;通过简化关系以及打磨力与传感器坐标系上力的映射关系,建立了一维力传感器上接收的力与打磨接触力之间的关系;探讨了打磨时形变和打磨深度的关系,并建立了基于变形的机器人砂带打磨动力学模型;考虑到砂带打磨力的非线性和不确定性,提出了基于自适应滑模迭代算法的打磨力控制算法,并证明了算法的稳定性。为了验证算法的有效性,搭建了相应的实验平台,并围绕相应算法设计了三类实验。仿真和打磨实验结果表明,轨迹规划和优化算法能够生成高效、关节角变化小且无碰撞的打磨优化轨迹;补偿算法能够降低打磨轨迹偏差,进而提高工件的尺寸精度;打磨恒力控制算法能将打磨力控制在一定范围内,提高工件的表面质量,从而验证了相应算法的可行性。