近年来,工业机器人以其工作空间大、灵活性高以及成本低等优点,越来越多地被应用到加工领域当中。但是机器人自身的串联型连杆结构导致其整体刚性较低,导致铣削加工过程中容易产生末端变形,影响铣削加工质量。基于机器人的刚性与机器人所处位姿有关,本文利用刚性指标对铣削路径进行优化,提高了机器人铣削轨迹上的整体刚性,从而改善机器人的铣削加工质量。本文首先根据改进的D-H法建立了ABB IRB6660-205/1.9机器人的前向运动学模型。利用Pieper准则获得了该机器人的逆向运动学解析解,并通过ABB仿真软件RobotStudio对逆向运动学解析解进行了验证。随后,由矢量积法求解雅克比矩阵,并利用Matlab GUI界面编程和Robotics Toolbox验证了雅克比矩阵求解的正确性。然后本文建立了机器人基坐标系的手眼标定模型,在分析差分进化算法适用性的基础上对该算法进行改进,用来优选机器人位形。对比随机位形和优选位形的标定结果表明,优选位形可显著提高标定精度,并基于单位四元数进行点集匹配实现了基坐标系的跟踪。随后,在分析机器人的灵巧性区域以及两种静刚度模型之间区别的基础上,建立了机器人刚度辨识模型以及关节变形补偿模型,并通过实验验证了关节刚度值的正确性。基于刚度的关节变形补偿实验表明,经过变形补偿之后,机器人末端位置变化降低了近50%。本文最后分析了由NX10.0生成的CLSF刀位文件及其与ABB编程语言RAPID语言之间的转化,并以机器人末端刚度椭球最小特征值作为刚度性能指标,提出了一种基于该指标的位姿优化算法,通过五轴刀路数据仿真和U型槽切削加工实验验证了该算法的有效性。