整体舱段是航空航天装备中较为关键的零件,舱壁径向封闭,内壁上型腔特征复杂,待加工面数量众多,目前编程方式和加工方式的自动化程度和效率较低。针对上述问题,本文开展了整体舱段零件特征自动识别和舱段零件机器人加工轨迹规划研究,并开发了相应的软件功能模块。针对整体舱段零件目前编程方式需要人机交互手动选取加工面的不足,本文研究了舱段零件型腔相交特征的分解和加工区域的识别。基于图特征方法,实现了一种复杂型腔特征分解方法,通过搜索疑似型腔面,对型腔面的凹邻接边直接进行分解,将含多个岛屿的相交特征分解为孤立子特征然后识别。通过映射法将舱段零件规则曲面上复杂型腔展开成平面复杂型腔,以简化加工区域的识别和轨迹规划,实现射线嵌套法自动识别加工区域。在整体舱段零件复杂型腔轨迹规划中,本文研究了低复杂度复杂型腔轨迹生成算法。对整体舱段零件中的复杂型腔进行分区规划,降低了干涉判断和消去的复杂度和计算量。实现基于角平分线线段修正偏置法消除局部干涉,对角平分偏置时角平分产生交点进行判断并消去局部干涉,简单有效。生成先环切后行切轨迹,对抬刀序列进行优化,通过实例仿真与分析,验证抬刀序列优化后的单向行切和往返铣轨迹分别缩短12.13%和13.88%,抬刀优化提高了加工效率。根据本文特征识别技术和轨迹生成及优化方法,采用C#与MATLAB混合编程技术,开发了机器人智能加工软件总体界面及特征识别和轨迹自动生成能模块。建立了基于机器人铣削进给方向的能耗预测模型,通过实验验证该模型的准确度为96.5%,在能耗最小进给方向下机器人铣削加工的加工质量较好。根据该能耗预测模型优选舱段零件机器人加工行切进给方向为水平方向,通过机器人铣削加工舱段零件验证了机器人智能加工软件的操作性以及能耗预测模型的效果。