随着工业机器人在工业4.0趋势下的迅速发展,其在生产加工各个领域都得到了广泛应用,极大地提高了生产加工的效率和人们日常生活的质量。针对工业机器人在大型铸锻件修型加工时所面临的编程问题进行讨论,当前情况下,机器人在面对加工现场环境复杂化、加工对象不规则化等条件下仍存在着在线编程周期较长、示教编程效率较低、使用者专业化要求较高等缺陷。因此,工业机器人离线自动编程因其编程周期较短、应用范围广、编程精度较高并且是面向任务的一种编程模式得到了国内外学者的青睐。根据现有几种离线自动编程解决方案的比较,采用一种基于NC加工程序数据与指令生成机器人程序的方法,设计针对大型铸锻件机器人修型加工的离线自动编程系统。通过分析从Mastercam软件生成的NC加工程序到机器人实现加工的控制指令之间的联系,设计了一种可以实现两者之间数据提取处理转换的程序,并通过MATLAB仿真进行了加工预测和路径轨迹优化。主要研究内容如下:（1）机器人离线自动编程系统的方案设计。为了使离线编程软件具有更好的适用性,分析了离线编程系统的主要功能以及在自动编程过程中所需要的其他辅助功能,分功能模块进行设计,其主要功能模块包含机器人NC程序代码获取、数据提取和插补、工件坐标系定义、运动学正解和逆解、速度和加速度计算模块、任务空间优化、误差预测与补偿等模块。在实现了程序转换功能的同时,也预留了对其功能扩展的接口。（2）以安川的MOTOMAN UP50型工业机器人为例,建立机器人末端执行器位姿与机器人各关节之间的运动学方程,分析机器人末端速度与各关节速度及加速度的关系。编写了算法程序,奠定了离线自动编程系统搭建的研究基础。（3）探讨了工业机器人离线编程系统程序转换功能的实现。建立零件三维模型,通过Master Cam获取数控加工程序。充分利用NC程序中各指令的参数,通过python语言编写数据提取程序,提取数控加工轨迹的数据并对其进行变换处理,使其符合机器人编程系统的要求,最后进行任务规划,生成零件加工程序。定义工件坐标系与机器人世界坐标系的关系,借助运动学方程实现数控程序中的坐标信息在机器人坐标系下的坐标表达。然后通过对提取的轨迹数据进行相应的圆弧插补、直线插补转化,在MATLAB中进行轨迹仿真使其显现在三维仿真空间中,方便使用者以更直观的视角观看实现加工中机器人运动路径轨迹和末端位姿的控制。（4）圆弧插补指令的处理。针对数控程序中圆弧表达方式和机器人程序中对于圆弧表达方式不同,设计了一种通过圆弧上两点和圆心坐标求圆弧上第三点的算法。为了确保机器人在进行修型加工时的精度,研究了工业机器人末端工具对机器人进行修型加工时的误差影响,并针对这种刀具误差进行两种补偿研究,设计误差补偿模块。