与传统的多轴铣削加工中心相比,工业机器人铣削加工范围广、灵活性高、速度快,在航空航天领域大型构件加工中占有重要地位。但是,机器人自身的开链式多杆串联结构导致的固有低刚度,使得铣削加工性能对工艺参数非常敏感。工艺参数不当,容易产生表面质量低等加工缺陷,合理的铣削工艺参数可提高机器人系统的铣削加工性能,克服自身的不足。因此本文以7075-T651高强度航空铝合金为加工对象设计并搭建机器人铣削加工试验平台,从而获得工艺参数对机器人铣削性能的影响规律。本文主要进行了以下研究:首先,针对机器人运动学与刚度分析进行了详细推导与研究。通过D-H方法,获得了机器人运动学模型,并对机器人运动学正解与逆解进行了研究。另外,本文还对机器人末端坐标系下的雅可比矩阵进行了推导,然后对机器人系统刚度进行了分析,包括机器人关节刚度辨识过程推导与机器人末端刚度矩阵推导。然后,对机器人铣削加工试验系统进行了设计与分析。根据机器人的负载要求和铣削加工性能要求,选择了合适的高速电主轴并自行设计了与主轴相匹配的电主轴夹具。然后搭建了机器人铣削加工试验系统并利用离线编程软件对试验系统的工具坐标系进行了标定以减小机器人铣削加工系统实际应用中的误差。针对机器人系统刚度,通过机器人关节刚度辨识实验的方式获得了机器人各关节刚度值,并对机器人系统刚度的影响进行了探索性实验,然后采用锤击法开展了机器人系统模态分析与实验,获得了机器人系统的模态参数。最后,开展了机器人铣削加工试验与工艺参数影响研究。基于搭建的机器人铣削加工试验系统,在干切削条件下进行了 7075-T651航空铝合金平面端铣试验,针对铣削负载、工件表面质量和铣削加工振动与加工稳定性依次开展了试验研究。基于正交试验研究方法,从铣削负载、工件表面质量和铣削加工振动与加工稳定性三个方面探索了多因素下切削工艺参数对机器人铣削性能的影响规律,定量评价了各工艺参数的影响。并结合本文铣削加工试验所得结果,选取了本研究中的最佳工艺参数组合,进行了机器人铣削参数优化结果的验证实验。