针对机器人研抛加工系统,研究了机器人柔顺研抛中环形工具位姿计算、研抛轨迹规划和研抛力控制问题。由于机器人具有良好的柔性,针对研抛加工过程的特点,利用机器人抓持环形研抛工具协调作业,实现机器人作业过程要求的各种位姿和研抛压力控制。本文对机器人柔顺研抛系统进行了描述,对环形弹性研抛工具各零部件组成、特点以及工作原理作了深入的阐述。通过对整个加工系统的分析,推导了弹性研抛工具在工件坐标系的位姿矩阵,确定了二者之间的变换矩阵,采用matlab最优解工具研究了研抛工具的加工位姿的计算方法,并通过仿真和实验验证了该位姿计算方法。针对机器人柔顺研抛系统的特点对研抛轨迹进行了规划,经过分析比较得出行切法更适合本系统。本文还研究了机器人研抛力的控制问题,使机器人在约束环境的运动中保持适当的接触力,利用力反馈来增加机器人在约束环境中的定位精度,建立了基于被动结构的研抛机器人主动力外环控制系统,形成主-被动结构机器人力外环主动柔顺控制新策略。根据控制系统优化的内模原理,设计了实现力控制的无静差跟踪控制器,最后通过仿真和实验证实力控制器能够实现机器人对自由曲面研抛加工过程的研抛力控制。