工业机器人的应用能够降低工人的劳动强度、增强工作场所安全性、提高自动化程度和生产效率。然而随着应用领域的扩大，单台机器人使用的局限性也不断增加。很多场合都需要多台机器人协调作业，共同完成任务以提高刚度、效率、承载能力和灵活性。如何解决多台机器人之间的协调问题已经成为制约工业机器人进一步发展的重要因素。本文针对多机器人实际应用中的一些问题，以双六自由度工业机器人协调、工业机器人变位机的协调为实验平台，以实验室基于DXF文件的机器人离线编程系统为基础，开发一款多机器人离线协调软件。针对多机器人协调运动规划，本文首先解决了协调系统建模问题，建立六自由度工业机器人和变位机的运动学模型。总结出标定建模的“轴心标定法”，解决了多机器人协调运动闭环运动链建模的问题，确定了多机器人之间基坐标系的关系，以及工件坐标系与基坐标系之间的关系。轴心标定法，是一种由三点标定改进而来的多机器人基坐标系标定方法，相对之前的自标定方法，精度大大提高。六自由度工业机器人建模采用成熟的D-H法，列出参数表、建立坐标系并求出运动学正逆解。文章还解决了多机器人协调可达空间分析也就是机器人放在什么位置的问题和多机器人协调运动原理等问题。进一步将提出的这些解决方法针对球形工件作业进行详细分析，分别提出球面姿态规划以及运动优化方法，球面可达空间分析法，基于多解、速度可操作性以及运动量和能耗的灵活空间分析法，还有机器人变位机球面协调作业轨迹分解法等。将提出来的这些方法程序化、集成化为离线协调软件系统之后，最终在广州数控的工业机器人上进行实验。标定实验、平面运动、球面运动、雕刻实验以及双机器人协调运动的成功，证明了我们提出的这些方法的合理性、可行性和精确性。实验结果表明，我们的离线协调系统不仅可以完成机器人变位机平面协调任务，对于有复杂姿态变化的球形工件甚至是立体雕刻任务都能够高精度的完成。这对于未来多机器人在焊接、喷涂、打磨等领域的应用将有重要价值。