工业机器人以其高度的通用性、适应性等特点在工业领域得到了广泛的应用,为提高工业生产的效率和工业过程的自动化程度做出了重要的贡献。在工业机器人的研究和设计过程中,运动学系统的有关理论与应用一直是研究人员关注的重点。工业机器人喷漆近年来在国内汽车涂装中得到快速发展,对工业机器人喷涂发动机的应用研究在理论和应用上都具有重要的意义。本文首先介绍了工业机器人的发展、应用和研究前景,以及工业机器人运动学系统、运动空间轨迹规划、喷漆机器人与离线编程等主要问题的研究现状与动态,并指出本课题的意义。接着介绍了工业机器人运动学系统的关键技术,如运动学方程的正解、运动学方程的反解等,在机器人运动空间的插值算法和计算机辅助几何设计理论的基础上,分析了两种直接插值算法:B样条插值和NURBS曲线插值。本文研究了喷漆机器人的喷漆工艺。研究了喷漆流量与漆膜厚度的关系、喷漆流量与喷枪口径及控制参数的关系、喷漆流量与输送压力的关系。最后以IRB5400喷漆机器人为例,结合实际,讨论了喷漆机器人自由工作和限位工作的相关参数和工作空间的变化,给出了工作空间的时序规划,然后通过应用程序的改进,得出喷涂结果,工件漆膜厚度增加、覆盖率提高、故障停机率降低。最后,对今后的工作方向提出了一些设想。