当前,我国工业机器人的销量已经跃居世界第一,工业机器人在装配、搬运、焊接、包装、加工、检测等单元制造环节中随处可见。腕关节是工业机器人不可缺少的主要零部件之一,所以腕关节这类具有复杂曲面零件的逆向设计和数控编程加工能够促进工业机器人在行业中的创新优化升级。本文主要从逆向建模和数控编程加工的程序入手,研究工业机器人腕关节零部件的点云数据采集、点云数据处理、腕关节模型反求、模型质量检测以及数控自动编程加工、腕关节零部件质量评价。本实验运用瑞康扫描仪完成了对整个工业机器人腕关节扫描采点过程,运用FLEXScan3DV3.1和Geomagic Wrap软件完成了对腕关节点云数据的多视角数据拼合,噪声点去除,平滑滤波,数据精简对已获取的腕关节数据点云进行处理。运用常用曲线、曲面的参数化表示方法,采用正向建模和快速拟合建模不同重构模型的步骤和方法,并用UG正向建模的思路和Geomagic Wrap快速拟合建模的思路分别完成了腕关节模型数据的构建,生成了两组腕关节3D模型。运用Geomagic Control X数据检测软件,将重构的两组模型作3D比对、2D比对和采样点比较,评价出两种建模方式各自的特点和应用场合。对腕关节加工工艺的进行了分析和编排,选择合适的刀具和设定合理切削参数,结合腕关节零件自身结构特点,采用Powermill软件进行腕关节零件的四轴编程,选用多种粗精加工策略对腕关节进行编程加工,最终经后置处理得到NC程序,并对创建腕关节零部件进行实际数控加工实验对腕关节零部件进行质量评价,对评价结果进行分析讨论,得出结论。文章以工业机器人腕关节模型的逆向设计和数控编程加工为例,对腕关节样件模型进行了三维数据扫描、点云数据处理、用正向建模和快速拟合建模的方法进行逆向反求、分别对两组重构模型检测评价和数控加工工艺编排及自动编程研究。运用正向建模手段做出的腕关节模型符合产品构建要求,但此方法设计周期较长,效率相对较低,但在局部凹角区域构建的曲面质量较好;运用快速拟合方式构建的腕关节模型设计符合产品精度要求,构建速度快,效率相对较高,但在重构模型的局部拐角处偏差较大。将逆向技术和数控编程技术应用到工业产品设计和智能制造领域中,将大大缩短产品研发和制造周期,促进我国工业发展。