在选取表征工业机器人性能的重要指标时,重复定位精度和绝对定位精度是最为常用的两项指标。现阶段,机器人制造装配技术已得到了长足的发展,其重复定位精度已经能够达到比较高的技术水准,一般都可以保证在0.1mm以上,但是在保证机器人绝对定位精度方面的技术水平仍然非常低,而且不同机器人之间的差别很大,一般能达到毫米量级,更有甚者有些机器人会达到厘米量级。随着机器人离线编程技术的普及,提高机器人的绝对定位精度已成为机器人制造和应用领域内亟待解决的问题。本文以COMAU SMART5 NJ 220-2.7型工业机器人为研究对象,采用了基于单一球杆仪的运动学标定方法,并基于运动学误差模型辨识出了该机器人的各关节运动学参数误差。同时针对机器人的应用场合,完成了其动态行为辨识的初步研究。主要研究内容和结果如下:1、基于经典DH建模思想,结合NJ220机器人的实际机械结构特征,获得机器人的各运动学参数名义值,继而建立了NJ220机器人运动学模型。然后通过Matlab软件仿真,验证了模型的准确性和合理性。最后,基于运动学模型,提出了一种机器人操作空间优化的方法。2、基于微分运动理论和DH运动学模型,建立了NJ220机器人的运动学误差模型,并在Matlab软件平台上编写程序,以验证误差模型的合理性。基于所建立的误差模型,阐述了一种基于关节空间的误差预补偿方法。3、提出了一种基于单一球杆仪的位姿测量方法,并设计了测量装置。基于NJ220型机器人的操作空间优化和待测位姿的多变性两方面,论证了所选待测位姿的合理性。基于误差模型,优选Levenberg-Marquardt算法作为误差辨识算法。4、依据上述三项工作所讲述的标定理论,完成标定实验和误差辨识。通过误差补偿验证实验证明了辨识结果的准确性,实现结果表明:经过补偿之后,位置误差:最大误差值减小了68.88%,平均误差值减小了74.02%,均方根误差值减小了72.72%;姿态误差:最大误差值减小了77.53%,平均误差值减小了87.69%,均方根误差值减小了86.90%。5、基于锤击实验法,设计并完成了机器人在铣削加工应用场合的动态行为辨识。最后通过铣削加工实验,验证辨识实验结果的合理性。