随着智能制造进程的推进,工业机器人以工作空间大、灵活性高、成本相对较低等优势,近年来在自动生产加工领域中越来越受到欢迎。对于低切削力、大尺寸的轮毂磨抛加工,工业机器人有着很大的应用潜力。为了解决机器人应用于轮毂磨抛中所遇到的高灵活性需求和高绝对定位精度需求,本文主要进行了以下工作:本文以自研的DMJ70轮毂磨抛机器人为研究对象,该机器人五轴采用了偏置手腕结构,能够进行360°的旋转,提高了机器人的灵活性。对机器人的偏置结构进行了简要介绍,采用D-H方法对机器人进行了运动学模型建立,推导了机器人正运动学方程,对不满足Pieper准则的偏置手腕机器人进行了基于数值迭代的逆运动学解法建立,并通过根据轮毂模型表面信息产生的磨抛路径对逆运动学解法有效性进行了验证。针对轮毂磨抛高灵活性需求,提出了一种根据灵活性指标优选机器人高灵活性工作空间的方法。选用基于雅可比矩阵条件数的灵活性指标评价机器人运动性能,绘制出了机器人工作空间的运动学性能表现图,讨论了由于偏置结构引入对机器人工作空间运动性能图的影响,根据运动性能图优选出了机器人高灵活性工作空间,并确定了工件相对于机器人的初始位置。针对工业机器人绝对定位精度偏低的缺点,提出了一种包含传动误差和几何误差的标定方法。使用MD-H方法对原本的运动学模型进行修正,在修正后的运动学模型中加入了减速比系数与耦合系数,建立了完整的全运动学参数模型并进行了误差模型的推导,通过对误差模型中参数进行相关性分析,找到了模型中存在的冗余参数。在建立的误差模型和冗余分析结果基础上,利用LM法对给定的偏差值进行仿真分析,通过仿真结果确定了误差模型和冗余分析的正确性,验证了辨识算法的有效性。进行了机器人磨抛轮毂位置寻优实验和机器人运动学参数标定实验。在轮毂磨抛位置寻优实验中,通过对实际轮毂进行分析,规划出磨抛路径,对于实际规划出的磨抛路径,利用灵巧性指标评估机器人运动过程是否出现奇异,最终确定了轮毂相对于机器人的位置,在此位置下,机器人能够利用规划出的路径实现全轮毂磨抛。在机器人运动学参数标定实验中,进行了DMJ70轮毂磨抛机器人重复定位精度测试,搭建了机器人标定平台,建立了测量坐标系并进行了机器人末端位姿点数据的采集,在采集得到数据基础上,对机器人进行包含传动参数和仅含几何参数的误差模型进行辨识并比较两者结果,将包含传动参数的辨识结果补偿至机器人运动学模型中去后,利用未参加辨识的数据点对辨识结果进行了验证,验证结果证明了标定结果的有效性。