飞机整机及大部件喷涂作业空间大、曲率变化复杂、自动化实施难度大,目前国内外仍依赖人工喷涂。而人工喷涂效率低、质量稳定性差,难以满足大型民用飞机长服役周期对涂层质量和防护水平提出的高要求。本论文针对上海飞机制造公司对平尾大部件机器人喷涂作业的需求,在上海市经信委课题《民用飞机机器人涂装系统关键技术攻关与装备研制》的支持下,研究了机器人自动喷涂工艺以及喷涂轨迹规划、上位机控制软件中的关键技术,通过集成现有成熟的专用喷涂机器人及控制系统与喷涂系统、清洗系统和人机交互系统,实现了飞机零部件的自动喷涂目标。本文讨论了常见几种喷涂工艺的区别,目前飞机喷涂采用无气喷涂方式,介绍了无气喷涂的工艺特点和实现方案,重点研究了本项目使用涂料AC-850深绿色漆的化学性质,进行粘度测量并作为选用喷涂设备的重要参考标准。根据实际喷涂效果改进了喷涂分布数学模型——高斯模型,建立了修正后的涂层累计速率数学模型和喷涂轨迹数学模型,提出基于“以直代曲”思想对自由曲线进行拟合的两种方法,一种是变距直线拟合曲线,另一种是等距直线拟合曲线,得到了优化后的喷枪轨迹,利用软件RobotStudio进行喷枪轨迹仿真,通过在喷涂工况条件下的喷涂实验进一步验证了优化后的喷涂数学模型。通过集成PLC、喷涂机器人、喷涂组件等设备,确立了飞机尾翼自动喷涂系统总体设计方案,并针对工程运用加入了自动清洗功能,包含喷涂房基建需求设计、喷涂/清洗工艺流程设计、PLC控制系统电气设计、动作逻辑设计等,对自动无气喷枪、流量计、换色阀、清洗泵等重点设备分别依据选型标准进行了设备选型,利用STEP-7软件进行PLC信号仿真及离线编程,RobotStudio软件进行喷涂工位仿真及机器人离线编程,WINCC软件进行人机界面HMI的图形绘制及部署。