本文针对基于三维图形的工业机器人磨抛离线编程轨迹规划技术研究成果较少,缺乏磨抛实际应用,离线编程过程繁琐且自动化程度不够高等现状,对基于三维图形的机器人磨抛离线编程轨迹规划相关技术进行了研究::以轨迹规划技术为重点,通过对离线编程理论分析及总体规划、工业机器人运动学计算与验证等,进一步研究了基于工件三维图形的磨抛轨迹规划技术,标定了磨抛工具、工件坐标系,并对轨迹规划技术进行了应用实践,此外对运动学、轨迹规划、工具/工件标定等关键技术进行了实验验证分析与软件开发,简化了离线编程流程,完成了主要流程自动化和磨抛实际应用,降低了离线编程在中小企业的应用门槛。本文的研究对象是集成ABB 4400-60/1.96六轴工业机器人的砂带自动磨抛系统,磨抛工件为含自由曲面的水龙头,工件由机器人夹持。主要研究结果有:1)通过对空间位姿理论和RAPID的程序分析,获得了工业机器人应用于磨抛的离线编程流程与功能的总体规划方案;2)针对含平行四边形结构的6R磨抛工业机器人结构分析,在不增加齐次转换矩阵数量的情况下建立修正后D-H运动学模型,对正、逆运动学进行了计算和验证,证明了运动学计算的正确性和有效性;3)采用基于SolidWorks二次开发、基于STL格式三维图形两种方式进行磨抛轨迹规划,前一方式创新性地采用“曲面曲线”工具方便有效地生成磨抛线,引入“最大平行进给量”概念优化离散取点;后一方式提出“不重复顶点表”和“环点面索引表”的方法高效实现拓扑重建和特征识别,采用“垂直步进法”生成中间控制点,采用曲线拟合连接控制点为光滑贴合的磨抛路径。同时开发出后置处理软件,可实现轨迹到工业机器人程序的自动转换;4)使用工业机器人作为标定工具,设计了“五点标定法”标定工具、“排序两两取中法”减小误差标定工具坐标系,对工件坐标系位姿分别进行了标定,并进行了实验分析,在此基础上开发出相应的标定软件,使标定过程简便易操作;5)通过工件磨抛工艺规划及磨抛轨迹规划、工业现场布局及标定、轨迹规划后置处理等流程,获得工业机器人程序后,应用于计算机的仿真与调试,结果经现场调试后最终实现工业机器人实际磨抛水龙头作业,磨抛效果满足工业要求,实例应用的过程高效、可行。