随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，大型非球面零件需求量与日俱增。为了满足对大型非球面零件的质量和数量的要求，实现高效率、低成本加工方法，突破传统的研磨、抛光光学零件加工方法和开发新的超精密研抛加工工艺已成为大型复杂光学非球面制造领域迫切需要解决的难题。机器人研抛系统是实现大口径光学非球面研抛自动化的一种有效手段，可以以高质量、低成本的途径完成光学元件的热点精密加工，特别适合于纳米精度的大口径激光金属非球面反射镜、大型非球面模具等回转轴对称光学元件的制造。但是机器人加工系统存在位移伺服耦合现象严重、位置与压力控制交互关系非线性问题突出等难题，这将严重影响大型非球面机器人研抛系统的研抛加工效率和研抛加工质量。本文将基于柔顺控制原理，进行机器人运动控制研究、设计能够在线处理力/位控制非线性交互关系的研抛工具系统及其控制系统，分析大型非球面柔顺研抛机理，以实现大型非球面的仿人柔顺研抛。本论文的研究工作包括以下几部分：(1)机器人运动轨迹规划：利用D-H表示法建立Motoman-hp20d机器人运动学方程模型，推导出末端执行元件的逆运动学解；依据运动轨迹直线插补算法，求解各个关节的转动角度，再将各关节转动角度转换成脉冲信号；利用matlab软件编程，拟合各关节脉冲信号变化曲线，构建脉冲信号变化数学模型，以便简化INFORMⅢ语言编程及提高运动轨迹的定位精度。(2)大型非球面机器人研抛系统的构建：一方面根据Preston假设，大型非球面机器人研抛系统要实现研抛压力、研抛速度以及驻留时间有效控制；另一方面大型非球面机器人研抛系统要解决在研抛大型非球面零件加工时工具头的力-位-姿耦合问题，提高机器人研抛系统中工具头力-位-姿混合适应性控制性能。(3)利用几何运算，构建机器人研抛的运动学模型和力学模型，描绘大型非球面机器人研抛速度以及研抛压力分布情况，分析大型非球面机器人研抛系统的稳定性。(4)在实验中规划机器人研抛工艺，分析不同参数下的实验结果，并验证大型非球面机器人研抛系统的可行性以及价值。