针对模具自由曲面自动研抛加工精度和效率以及大型曲面自动研抛难以实现的问题,本文对大型自由曲面、片内轨迹规划、片域间的光顺过渡和分片研抛专家系统的构建等问题展开了研究工作。论文取得的主要创新性成果有:根据计算机图形信息构造特点,提出了基于曲率的和模糊C 中值分区法相结合的自由曲面自适应分片算法,利用此算法将自由曲面分成若干曲面片,并按相似性准则将这些曲面片分类归族,即聚类曲面片族,并按片族进行加工轨迹的规划。对具体实例应用分片算法进行编程,并通过Matlab对其做了计算机仿真,结果表明:此分片算法能够实现自由曲面的分片。通过实验,证实了分片研抛对加工效率提高的效果。论文提出了空间环绕等残留高度研抛加工轨迹法,通过具体实例对其进行了计算机仿真,仿真结果表明,此轨迹规划方法能够实现其等残留高度研抛加工。针对曲面片间光顺的特殊性,采用了基于点的离散能量法对曲面片域间的光顺性进行了处理。建立了光顺模型,给出了其求解方式,并针对具体实例进行了仿真处理。结果表明:基于点的离散能量法的光顺模型是正确的,能够实现曲面片域间的光顺过渡加工。建立了自由曲面研抛的专家系统,揭示了自动化研抛的关键是如何确定组合研抛顺序和条件使其达到最优化,通过解析熟练研抛工人的研抛技巧、研抛工艺过程和研抛智能,本文采用宽度优先搜索方法,确定了最佳研抛顺序,为集成力传感器的曲面分片研抛专家系统的构建提供了理论支撑。本课题为吉林省科技发展计划项目(编号:20040510)