水火弯板工艺是船舶制造过程中最重要的工艺之一,水火弯板的加热效果和加工效率直接影响着整个船舶制造生产线的运行。因此,要想实现船舶制造生产线的自动化就必须先实现水火弯板工艺的自动化。与此同时,工业机械臂在现代工业制造的生产过程中占据着越来越重要的地位,考虑到水火弯板加工过程中复杂的加工过程和恶劣的加工环境,研制水火弯板机械臂对水火弯板工艺自动化的实现具有重要意义。本文选用ABB1410工业机械臂作为研究主体,对水火弯板机械臂的加工轨迹、轨迹规划及机械臂的阻抗控制等问题展开研究。首先,对水火弯板的加热轨迹进行研究。根据水火弯板工艺的实际需求,分析了现有水火弯板原理机存在的热输入量不足的问题,对如何增加单次加热的热输入量展开研究,提出了在水火弯板机械臂加工过程中使用螺旋式加热轨迹对预设加热线进行加热。并通过ANSYS有限元分析对螺旋式加热轨迹的加热效果进行了验证。其次,对机械臂的运动学和动力学展开研究并进行建模。根据工业机械臂的特点和水火弯板加工的实际需求,从机械臂的正运动学和逆运动学两个方面进行了研究,采用D-H参数法对工业机械臂进行运动学建模。同时,本文选用拉格朗日方程对水火弯板机械臂的动力学进行分析,建立了水火弯板机械臂的动力学方程。然后,对水火弯板机械臂加工中的轨迹规划进行了研究。针对水火弯板任务过程中不同位置的姿态和位置控制优先级不同的问题,本文采用任务优先级算法对其进行处理,并在Matlab软件中对之前提出的螺旋式加热轨迹进行仿真研究。此外,考虑到水火弯板加工中板材形状变化的特殊性以及可能意外出现的机械臂末端执行器与钢板的碰撞,采用了阻抗控制算法实现对机械臂的柔顺控制,避免了机械臂的损坏。最后,在ABB工业机械臂实验平台中对机械臂的精度性能指标进行实验,计算了该ABB工业机械臂的位置精度和重复定位精度。机械臂精度试验完成后,按照水火弯板工艺的加工流程用机械臂对钢板进行试烧制实验,为后续水火弯板机械臂的研究奠定了基础。