变截面辊弯成形过程是一种多机构协调操作的制造新模式。本文围绕变截面辊弯成形制造装备中多机构运动学协调操作规划理论,对变截面辊弯成形装备多机构协作规划、运动学标定、协作运动学以及轧辊打滑控制进行系统研究。主要研究内容如下:(1)基于运动学方程对所有道次轧辊的基坐标系进行了运动学的标定,在初步标定的基础上,利用四元数的约束条件对初步标定进行正交化处理,提出了成形装备多道次精确标定方法,得到了所有轧辊臂在世界坐标系下的统一位姿描述。(2)提出了变截面辊弯成形装备的多机构协调运动规划方法,根据不同的工作任务,将其操作过程规划为三种模式:独立操作模式、部分协同操作模式和协同操作模式,分析了三种不同模式下,轧辊臂之间、轧辊臂与工件之间的运动约束关系,建立了具有普适性的多机构协作运动约束关系表达式,为后续协作运动规划提供了理论基础。(3)针对成形装备中多机构的协作运动规划问题,分别对单道次的轧辊臂和多个道次的轧辊臂进行轨迹规划。同时,从理论上阐明了解决成形加工过程中板材打滑的运动学协作规划算法,通过道次间的协作运动,消除了板材打滑产生的误差,保证了加工工件的轮廓精度。