相对于数控机床，工业机器人的价格相对低廉，同时具有较大的工作空间，其工件也易实现夹持换装，因此机械手广泛应用于曲面加工。而机械手跟踪曲面加工过程中，曲面加工点的姿态随着位置的变化不断改变，围绕曲面加工轨迹提取，研究者开创了很多有效的方法。精确的轨迹提取是实现机械手准确实现曲面加工的有效手段，如包括抛光、打磨、去毛刺等曲面加工。本文以扩展曲面轨迹提取为试验对象，通过Halcon软件开发平台提取曲面表面加工轨迹，并利用6R机械手实现扩展曲面运动轨迹的规划，同时对轨迹规划进行了仿真验证。
　　针对现有的无法精确获得曲面上加工轨迹的问题，以Halcon软件为开发平台构建了四相机视觉系统测试装置，首先对四相机视觉系统进行标定，确定四个相机的内部参数和外部参数；然后通过定制离散扩展曲面上轨迹的标签，利用Halcon软件函数库开发了程序，准确地提取了曲面上轨迹离散点三维坐标；最后以离散点三维坐标为基础，采用Matlab的CurveFittingTool工具箱对离散点进行曲线拟合，获得曲线轨迹参数方程。该方法避免的人工选取点云上的点造成轨迹提取不精确的问题，可快速实现轨迹离散点的三维坐标的精确提取。
　　为了获取曲面轨迹上的姿态变化矩阵，以扩展曲面直线边和姿态辅助曲线轨迹参数方程切向量为基向量，按照右手法则得到垂直扩展曲面法向量，从而实现曲面离散点姿态构建，为机械手位姿矩阵奠定基础。利用Matlab编程求取获得曲线参数方程切向量和扩展曲面直线边向量，从而得到垂直扩展曲面的姿态矩阵参数方程。由此可计算出曲面曲线任意一点的姿态矩阵。按照6R机械手末端位姿矩阵的形式，以曲线拟合参数方程和姿态矩阵参数方程为依据，构造了机械手末端跟踪曲面曲线的位姿矩阵参数方程，为准确的实现机械手关节空间的运动轨迹的规划提供了基础。
　　以机械手末端跟踪曲面曲线位姿参数变化姿态矩阵和川崎RS010N型六自由度串联机械手结构参数为依据，利用Matlab软件编程计算了D-H方法表达逆运动方程，得到了机器人6关节角位移参数方程。同时在Adams软件中建立了川崎RS010N型六自由度串联机械手仿真模型，并输入6关节角位移参数方程，以末端工具执行器输出运动轨迹曲线为目标，模拟仿真机械手跟踪曲面曲线运动轨迹过程。仿真结果表明，采用该方法能有效实现机械手准确跟踪曲面加工的轨迹和姿态。