新技术的发展使自由曲面形状的模具基本可以实现自动化加工,但最终的研磨光整加工仍依赖熟练工人的手工操作,这是低成本、短周期和高质量模具制造的薄弱环节。为提高模具制造的加工精度、表面质量以及加工效率,减少手工加工在整个模具制造过程中所占的比例,本文结合了机器人技术以及一种新型的研磨加工方法,研究开发了一套针对自由曲面加工的机器人砂带研磨系统。本文对砂带研磨机理,接触轮弹性变形对研磨性能的影响等进行了分析。计算并选用合理的加工参数,在此基础上设计砂带研磨机构,求解其相对机器人末端的位姿变换矩阵。研究研磨机器人的轨迹规划问题,确定了应用等距法轨迹规划的方法。对研磨机器人进行运动学分析,推导出安装研磨机构后机器人的正、逆解公式及雅可比矩阵。对研磨机器人的加工过程进行仿真分析,结果显示,关节位移变化连续平缓,没有突变。分析结果表明,加工过程是平稳的。加工实验证明了机器人砂带研磨加工的可行性及其相对手工研磨的优势,验证了加工系统的合理性。