在传统制造业向智能制造转变的大背景下,作为智能制造中重要载体的工业机器人对提高工业自动化程度、引领高新技术发展、加快生产变革将起到重要作用。作为机器人应用领域的一个分支,机器人喷涂已经得到了广泛应用,也大大提高了喷涂行业的生产效率与产品质量。对于大型复杂工件曲面的喷涂轨迹规划研究有较高的现实意义。本文结合歌博铸造（天津）风能发电机组铸件机器人自动喷漆项目,重点研究了复杂铸件曲面喷涂的轨迹规划方法。针对大型复杂铸件曲面特点、喷涂工艺要求,制订了基于工件曲面模型的分区域离线规划设计方案。依据设计方案详细地论述了硬件平台的搭建与软件系统的组成,并给出了整体喷涂任务流程。介绍了工件曲面模型的文件数据格式,选取了STL格式文件作为模型处理的数据来源,并研究了STL模型信息的存储与提取方法。利用CAD软件曲面处理功能,结合机器人动作空间对工件曲面模型进行分割,进一步研究基于法向量分片的小曲率面片生成方法,为分面片上喷涂路径的生成提供了模型数据基础。基于分面片的喷涂路径生成是喷涂轨迹规划的关键,在分析了各分面片的形状、路径模式的选择、路径的相邻间距、相邻分面片交界处的路径处理方法之后,提出了基于STL模型的切片技术生成基本路径的算法,进一步对生成的基本路径点进行了冗余点滤除处理,具体分析了冗余点情形,通过空间距离阈值判断、连续扫描的算法实现对原路径点的优化处理。对优化后的路径点进行了姿态坐标系构建,并给出了姿态角的计算公式,最后完成了对分面片喷涂路径的规划。将获取的分面片喷涂路径点序列导入到川崎机器人离线编程系统中,在离线系统中进行仿真,证明了程序算法生成路径的正确性。通过离线系统进一步生成喷涂轨迹与运动程序,并完成了仿真分析。以离线规划结果指导实际喷涂作业,最终根据实际喷涂效果验证了离线轨迹规划的有效性。