基于工业机器人系统成本低、灵活度好和自动化程度高的优势,使其在机械加工领域具备广阔的应用前景,但受限于串联式工业机器人传统机械架构以及弱刚度的特点,使其经常面临在加工过程中的机械变形问题,这也常常会导致系统加工精确度不足和加工品质不合格。为了保证串联机器人稳定、可靠地进行铣削加工,同时保证加工质量,本文主要开展以下方面研究:首先,根据ER20-C10型工业机器人的机械组成和基本参数情况,使用改进版的DH参数方法确定机器人运动学模型,求解出模型的正解和逆解,并以此为理论基础,运用一般矢量方法构造出该机器人的雅可比矩阵。通过Solidworks三维软件设计主轴夹具,确定刀具坐标系与机器人本体坐标系之间坐标转换关系,将刀具末端中心点处的受力转化到机器人各转动关节处。借助金属切削软件Advant Edge进行正交仿真实验,通过多元线性回归方程分析创建铣削力经验模型,并进行显著性水平的检验,使用考虑机器人连杆重力影响下的牛顿-欧拉方程创建机器人末端铣削力与转动关节处受力的映射关系。其次,通过将机器人转动关节内部传动件简化为弹性元件,可计算出等效刚度值,并全部折算到关节的输出端,借助雅可比矩阵将各个转动关节输出端刚度映射到机器人末端法兰盘处;将机器人连杆简化为柔性杆,借助伯努利-欧拉梁理论创建机器人单个连杆的挠度矩阵,并使用误差传递模型将机器人各个连杆的挠度变形误差映射到了机器人末端法兰盘处。最终通过对关节挠度和连杆挠度的矢量求和创建ER20-C10型工业机器人的刚度模型。最后,采用蒙特卡洛法对机器人工件空间进行仿真,并结合机器人刚度模型计算出机器人末端法兰盘处的挠度值,以挠度值为评价指标筛选出机器人铣削加工最优位姿,在最优位姿的基础上对机器人铣削路径进行离散,再对路径离散点产生的误差进行预测,创建机器人的误差补偿模型,通过误差补偿模型能够显著提高机器人铣削加工质量和减小工件表面误差值。