工业机器人的普及是实现工业现代化和智能化的重要环节。提高控制精度、系统刚度和加工能力对机器人在高精密制造方面有着重要作用。本文主要围绕关节型串联机器人的刚度模型、铣削分析、运动和刚度性能评价指标、颤振分析和加工方法优化等方面展开研究。首先,针对型号为KR60-3的KUKA关节型机器人,采用MD-H法进行结构建模,以此得到机器人的运动学和动力学模型。根据各关节刚度得到刚度矩阵,建立机器人静力学刚度模型（刚度椭球模型）。通过铣削加工参数,得到三向平均铣削力,并分析不同铣削参数对表面加工质量影响程度。以上为运动和刚度性能评价指标、颤振分析和加工方法优化提供了理论基础。其次,为了提高机器人的加工性能,并针对机器人可能出现的奇异位姿和低刚度问题,分别在关节空间和笛卡尔空间建立了机器人运动性能指标和刚度性能指标,以此得到了相对理想的加工空间范围,并尽可能避免加工过程中出现奇异位姿和处于低刚度的状态。对机器人刚度性能提高方面,得到了机器人关于臂展长度和冗余角姿态的刚度优化策略。再次,基于Simulink编写了两自由度再生颤振的运动学模型,得到铣削力对低刚度机器人加工末端实时运动轨迹影响。分析机器人铣削的极限切深曲线,得到不同主轴转速下的极限切削深度。对机器人空载振动的幅值进行分析,得到了随机器人臂展增加,振动平均幅值升高,且振动平均幅值随机器人冗余角姿态的变化呈现一定的规律性。最后,针对机器人加工颤振和刚度方面,提出了改变铣削加工方向来抑制颤振的措施,当铣削力方向和机器人末端刚度椭球最大刚度矢量在加工平台的投影向量夹角越小,颤振平均幅值越小,铣削表面加工质量越好。以上研究对于增强机器人的铣削加工能力,抑制颤振,提高表面加工质量具有一定的指导作用。