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中国是传统的制鞋大国,制鞋业每年为中国带来巨大的经济利益。然而中国制鞋业生产技术落后,自动化水平低下也是不争的事实。这些问题极大地削减了中国制鞋业在世界上的竞争力。特别是在鞋帮打磨工序上,因为生产设备落后,导致了制鞋厂商生产效率低下,产品一致性差等问题。本论文根据中国制鞋业的实际情况,提出并设计了一种使用工业机器人和鞋帮打磨工艺代替人工进行鞋帮底面打磨的方案,实现了鞋帮打磨工位的自动化,并得到了良好的实验效果。本课题的主要研究成果有:(1)进行刀位点规划并建立机器人运动学模型。首先,对鞋帮底面打磨工艺进行了分析,总结了工业机器人进行鞋帮底面打磨作业的要点。再对打磨刀位点处工业机器人末端位置与姿态进行了规划,最后使用D-H法建立三菱RV-7F工业机器人连杆坐标系模型,求得机器人运动学正解和逆解。(2)实现了基于UG二次开发的鞋帮打磨轨迹规划的方法。使用NX UG8.0和Visual Studio 2017搭建UG二次开发环境,利用C++编程语言和UG/Open API编写打磨轨迹信息提取程序,并使用Python Scikit-Learn对切矢量规划进行优化。最终,将程序封装为动态链接库(DLL)并集成为UG工具,实现打磨轨迹曲线离散化,并获得离散点处位置和矢量信息。(3)编写将打磨轨迹信息转化为机器人控制程序的转换程序。转换程序通过刀位点偏置和坐标系转换将三维模型上获得的打磨轨迹信息转换到现实工件上,并结合三菱工业机器人MELFA语言和机器人的运动控制指令,将打磨信息转化为机器人运动控制程序。(4)搭建了工业机器人鞋帮底面打磨工作站实验平台并使用Qt框架编写系统软件。最后,对样品进行鞋帮底面打磨实验,实验结果表明搭建的机器人鞋帮底面打磨工作站能够较好地完成不规则曲面的打磨工作。