大型复杂构件的加工,相比于传统大型数控机床,使用工业机器人铣削系统具有生产柔性好、成本低等优点。但工业机器人的串联结构导致其刚度远低于传统机床,加工过程中易发生颤振现象,而且机器人末端频响函数位姿依赖明显,不同工作区域的颤振稳定性极限变化很大。本文对不同姿态下机器人末端频响函数预测方法和机器人不同姿态和加工工况下的铣削稳定性预测进行研究,可以为机器人铣削加工的应用提供理论指导和技术支撑。主要内容如下:1)通过修正的D-H方法建立IRB6660机器人运动学模型,推导机器人的正运动学方程和雅可比矩阵。基于多刚体动力学模型,通过牛顿-欧拉方法推导机器人的动力学方程,并通过连杆惯性参数的坐标变换对动力学方程线性化,为后续研究提供基础。2)基于机器人的雅可比矩阵阐述了机器人关节空间刚度矩阵和末端刚度矩阵之间的映射关系。设计并进行了静态载荷试验,辨识得到机器人各关节的刚度值。3)针对机器人末端频响函数位姿依赖明显的问题,提出了基于线性关节模型的机器人末端频响函数预测方法。基于机器人肘部前三连杆和腕部后三连杆惯性参数值的巨大差异,将机器人六自由度模型简化为三自由度模型,通过仿真说明了简化的合理性。提出了通过有限次试验模态测试,基于三自由度模型辨识机器人动力学参数的方法,辨识出的动力学参数可以用于预测任意姿态下的末端频响函数。4)通过简化的三自由度模型和关节刚度值、机器人动力学参数值,分别基于再生颤振理论和模态耦合颤振理论分析了机器人姿态、进给方向、工艺参数对机器人铣削稳定性的影响,计算得到机器人易发生模态耦合颤振的工作区域。分析结果表明:低速铣削时机器人铣削系统极易发生再生颤振;且对于两种颤振机理来说,改变进给方向均对稳定性极限有显著影响。