工业机器人作为一种集多种先进技术于一体的自动化装备,已广泛应用于各行业。在机械加工行业,因其具有柔性好、自动化程度高、可编程性、通用性强等优点,逐渐成为工业加工制造的一个重要发展方向。本文以KUKA KR210工业机器人为研究对象,开发了基于KR210工业机器人的柔性加工系统平台,在此基础上开展了三维柔性加工离线编程技术研究。首先,开发KR210机器人柔性加工平台。针对KUKA KR C4控制系统接口特点,设计了基于PROFIBUS/DP通讯的加工主轴变频控制系统,实现与KR C4系统的集成;通过设计转接法兰实现加工主轴与机器人机械本体的连接;上位PC机完成CAD模型的数控加工设计,同时对机器人系统进行数字信号配置;通过手持编程器示教编程,实现运动参数的可编程化和自动化。并对KR210工业机器人进行正逆向运动学分析,为研究加工轨迹转换提供了有力的理论基础。其次,研究了UG中数控系统输出的刀轨列表文件(CLSF)到KUKA机器人KRL编程语言之间的转换方法,从圆弧轨迹过渡点的求解、坐标系变换、刀具补偿技术等方面出发,研究两者编程语言之间的转换实现。同时,研究建立了KR210机器人柔性加工离线编程软件系统。根据KRL语言特点及转换方法,设计了合理的数据结构,以Visual Basic为程序开发平台,开发代码转换模块,实现CLSF刀轨到KRL编程指令的转换,输出.src机器人离线编程文件;以MATLAB Simulink为基础,开发了KR210机器人加工轨迹仿真软件系统,实现机器人正逆运动学求解、机器人模型实时显示和加工轨迹仿真,为用户理解机器人运动、验证加工轨迹的正确可行性提供了一个平台。最后,以刻字加工为例,介绍了KR210机器人加工的整个实现过程,验证了该机器人加工系统的合理性和可行性。