随着国内工业自动化的发展，工业机器人作为其中的一个重要实现手段被广泛应用如喷漆机器人、搬运机器人、焊接机器人等。工业机器人的重复定位精度很高但绝对定位精度较差使工业机器人的应用受到限制，为推广机器人的应用对其进行运动学标定研究非常有必要和意义。本文以实验室机器人样机作为研究对象，鉴于D-H模型奇异问题的存在采用修正后的五参数法建立工业机器人运动学模型；求解机器人样机的正解和逆解；利用非接触九点法确定机器人样机工具坐标系；在上述基础上分析工业机器人的误差来源,工业机器人的误差来源很多为便于研究把静态因素归结为机器人连杆的结构参数误差和转角变量误差，动态因素主要研究机器人柔性关节在机器人自身和负载重力作用下的柔性变形；定义机器人末端位姿误差模型，分析末端位姿误差与机器人误差来源之间的关系来研究机器人参数辨识算法，利用激光跟踪仪采集机器人工作空间内一系列点的位姿，通过最小二乘法计算得到机器人样机的实际结构参数，引入相对转动误差模型和距离误差模型采用两步辨识法分别得到机器人样机与旋转相关参数和剩余结构参数，避免了机器人样机基础坐标系与测量机坐标系之间的转换；利用输入规划法以机器人关节运动变量为补偿对象完成末端误差补偿以机器人参数辨识和误差补偿算法为基础，利用mathematica软件对其算法进行仿真，验证算法的正确性和精确性；之后对实验室的机器人样机进行运动学标定实验，得到了机器人样机的实际结构参数完成了机器人末端的误差补偿。本文机器人运动学标定实验过程简单，辨识结果可靠；误差补偿算法以机器人关节运动变量为补偿对象，不仅提高了机器人的绝对定位精度同时满足了误差补偿实时性要求。