在机器人装配、去毛刺及抛磨等环境接触式任务中,位置控制很难满足作业要求。一方面,传统的位置控制表现为刚性接触极易损伤作业对象;另一方面,常用的机器人刚性不足易导致末端振动,从而降低作业精度。通过改善机器人的柔顺性,柔顺控制方法能很好地契合作业需求。一方面,接触力信号的引入增强了控制系统的鲁棒性;另一方面,对末端接触力的约束改善了作业精度。鉴于接触力对抛磨质量的重要影响,为提高曲面抛磨精度与效率,本文对机器人柔顺抛磨进行了研究,主要内容如下:(1)为选择良好的抛磨柔顺控制载体,对经典的串联弹性致动器类型进行了分析和对比。首先建立了串联弹性致动器的理论模型,基于串联弹性致动器的性能评价指标:力灵敏度、柔顺度、可传率,分析了不同串联弹性致动器频率响应特性的差异。(2)为降低柔顺抛磨系统的控制难度,基于位置量对柔顺接触系统进行控制。首先建立了系统位置源抛磨接触模型,分析了柔顺装置的关键结构参数对系统响应性能的影响。针对系统存在的未知摩擦系数和外部负载扰动的问题,分别构造了自适应控制器和扰动观测滑模控制器,并进行了仿真和分析。(3)为提高柔顺抛磨系统的实时性,基于力矩量对柔顺接触系统进行控制,并提出了针对抛磨力源柔顺接触系统的控制方法。首先建立了柔顺抛磨系统的力源接触模型,研究了关键结构参数对系统跟踪性能的影响。其次构建了柔顺接触系统的模糊PID控制方法,并进行了仿真和分析。(4)为验证柔顺抛磨方法的可行性和有效性,对研发的柔顺抛磨装置进行了实验研究。首先设计了系统的机械结构和控制框架,基于成型的系统样机,测试了柔顺装置动静态条件下对恒变力的跟踪性能。最后搭建了机器人柔顺抛磨实验平台,对曲面工件进行柔顺和刚性抛磨对比实验,并分析了实验结果。