高端装备制造体现着一个国家综合国力的高低。目前,我国正在大力发展高铁技术、大飞机项目、核能项目、航空航天项目等一系列重大项目,取得了瞩目的成就。为了提高我国的高端制造水平,国务院发布了《中国制造2025》战略计划。这些项目都具有同样的特点,就是相对精度要求高、结构复杂、尺寸大,因此,对其工件的制造要求很高。而传统的固定式制造方法很难满足这些要求。工业机器人由于其工作空间大、运动空间可达性好、操作控制灵活、尺寸小等优点,目前,已经够越来越广泛的应用于加工制造领域,构成柔性制造系统。但是,机器人的定位精度尤其是其绝对定位精度较低,因此,其在高精度加工领域使用有限。因此,本文提出了机器人绝对定位精度提高的方法,搭建机器人在线补偿系统,结合相应的算法对其误差进行在线补偿,从而提高机器人在加工过程中的绝对定位精度。研究了典型的六轴串联机器人的相关知识,包括机器人的结构、机器人的操作方式、机器人坐标系等,基于KUKA KR5 arc型机器人,建立了该机器人的D-H模型,分析了机器人的误差,基于该模型对KUKA KR5 arc型机器人进行了标定,通过标定,可以在一定程度上提高机器人的绝对定位精度。研究了机器人受力与机器人变形量的关系,并设计实验,测量得到机器人的刚度矩阵,基于机器人的刚度矩阵,研究通过测量机器人受力,结合机器人刚度矩阵测量误差,进而进行补偿的方法,设计实验系统验证该方法的有效性。基于上述方法,搭建机器人受力在线补偿系统,研究机器人在受力情况下在线补偿的方法,提出了基于比例-积分-微分(PID)的机器人补偿算法。实验结果表明,该系统可以有效提高机器人在受力情况下的绝对定位精度。