喷涂是制造业中一道必不可少的工序，以自动化喷涂来取代传统的人工喷涂的需求显得尤为迫切，但目前的喷涂设备大多受限于目标特性、成本等，因此研究喷涂机器人技术对满足日益增长的对自动化喷涂需求具有非常现实的意义。本文以实验室自主研发的五自由度喷涂机器人为对象，进行了以下方面的研究。根据五自由度喷涂机器人的原理图，建立笛卡尔空间坐标系，并确定连杆参数，在此基础之上，采用D-H参数法推导了运动学方程，确立了由喷涂机器人的关节角度求解末端执行器位姿的方法。进一步，采用反变换法求解了机器人的逆运动学问题，从而确定了由末端执行器的位姿求解机器人各个关节角度的方法。对运动学的分析为之后的轨迹规划与运动控制都打下了基础。作为喷涂机器人软件系统所必要的功能，对喷涂机器人的轨迹规划算法进行了研究。分别从关节空间和笛卡尔空间两个方面进行，研究了关节空间中过路径点的三次多项式插值算法，笛卡尔空间中关于空间直线和圆弧的插值算法，为示教再现系统的实现提供了必要的条件。对五自由度喷涂机器人软件系统的实现是本文研究的目的之一，基于模块化设计方法和面向对象思想，设计了喷涂机器人软件系统，说明了软件系统的各个模块的主要功能，并重点介绍了运动控制与示教系统的具体实现。以实验室自主研发的五自由度喷涂机器人为对象，开发的配套的喷涂机器人软件系统为平台，设计了示教再现实验，实验结果表明，该软件系统在实际喷涂作业中是可行的，基本完成了对于喷涂机器人的要求，同时也验证了轨迹规划算法的可行性，证明所涉及的算法能保证机器人运行平稳。