打磨抛光加工是工业机器人的重要应用领域。随着机器人在这一领域的大规模应用,传统手工编程和示教编程模式已经无法满足磨抛的加工要求,离线编程技术由于其适应性强、灵活性高等特点受到了行业内的广泛关注。本文结合打磨工艺特点和机器人离线编程系统应用特征,对磨抛表面工艺参数分析、磨抛轨迹优化策略、机器人奇异点规避算法等进行了研究。为探究磨抛过程中加工表面质量的影响因素,结合砂带磨削磨料分布及材料去除原理,采用几何分析方法推导了一般曲面磨抛的材料去除模型。利用该模型建立了基于圆形磨具的去除轮廓分析算法,在此基础上,系统分析了工艺参数对材料去除率的影响。此外,还提出了利用BP神经网络对粗糙度参数进行分析的方法,并通过曲面磨抛实验予以验证。这些工艺参数的分析对实际的磨抛加工参数设置具有较强的理论指导作用。本文对传统机器人编程中磨抛路径存在的问题,如刀位点分布不均匀、曲率变化剧烈时速度波动、磨抛轨迹中走刀行距不合理导致重复加工等问题进行了研究。针对曲率变化时速度波动的问题,本文提出了基于弦误差的自适应进给速度插值优化算法,建立了自适应的速度算法规则,有效地改进了轨迹规划过程中速度不均匀的问题。针对走刀行距参数确定问题,推导并验证了打磨表面去除轮廓均匀一致走刀行距优化模型,为路径规划中走刀行距的确定提供了理论支撑。针对工业机器人路径规划过程中奇异问题,分析了打磨轨迹规划过程中奇异规避的原理及方法。在已有奇异分离及阻尼倒数理论的基础上,提出了基于改进型阻尼倒数的规避方法。通过对阻尼误差系数及实际轨迹奇异规避仿真分析,证明了该方法具有较好的实用性。在上述研究的基础上,基于FrameWork平台开发并实现了五金打磨机器人离线编程原型系统。采用华数机器人对软件进行了验证,以典型产品手机外壳进行了打磨实验,从而证实了本文所研究的五金打磨机器人离线编程技术的实用性。