随着"中国制造2025"国家战略的提出,以信息技术与制造技术融合为核心的智能制造模式正在加速发展,其中机器人产业越来越受到重视。近年来受到政府补贴政策的大力扶持、工业经济形态转变的促进、创新发展动力的驱动、行业结构调整的推动以及改善生态环境的需要,目前我国国内工业机器人发展的环境特别好,继续保持高速应用保有量,可以说"机器人换人"是未来企业发展的主流趋势,将会渗入到制造业的各个领域。近年来在打磨行业内由于人工打磨作业引起的安全事故频发,对环境效益的高度关注,劳动力成本上涨的压力,需要进一步提高产品质量和生产效率等因素都使得企业对工业机器人为代表的自动化装备需求快速上升。基于这些因素在国内打磨机器人也越来越得到打磨行业内企业的青睐,主要集中应用在卫浴行业、3C电子行业、医疗机械、汽车零部件等行业,发展前景非常乐观。结合砂带磨削设备的发展水平和企业生产的实际需求,本文提出了对砂带恒力磨削技术的研究和打磨机器人系统结构设计方案。首先研究了砂带磨削技术的特点、工艺原理和磨粒去除材料理论模型,最后采用接触轮式砂带磨削方式;然后针对直角坐标式机器人形式,比较两种配置结构的优劣,最后选择龙门十字结构机器人结构形式;根据砂带磨削工具相对打磨件的运动关系和工艺需求设计打磨机器人系统总体的结构方案和布局;接着提出了创新性的可实现恒力控制磨削技术方案,对砂带磨抛工具系统进行了结构设计和恒力控制关键技术研究;为了实现打磨机器人系统的强度和刚度达到工况要求保证可靠性,对打磨机器人整体架构和关键部件进行了静力学分析和模态分析,得出结构设计满足需要的结论;运用坐标系齐次变换矩阵的知识建立了打磨机器人系统的运动学方程,最后通过运动学仿真分析,得到了运动学特性曲线,验证了设计方案的可行性和理论分析的正确性。