在生产过程中,为了提高产品的性能质量,通常需要对产品表面进行喷涂加工处理。而与传统的人工喷涂生产方式相比,采用喷涂机器人进行产品表面的自动化喷涂,其喷涂效率更高,喷涂产品质量更好,因此,对喷涂机器人相关技术的研究,如机器人的编程技术、喷涂轨迹规划等,已经成为工业生产领域的研究热点之一。常见的机器人编程方法,主要包括离线编程、示教盒编程以及拖动示教编程,其中,示教盒编程以及拖动示教编程需要在机器人停机状态下进行,编程效率低,不如离线编程方便快捷。本课题针对以上问题,提出了一种针对复杂曲面的机器人自动喷涂方案,重点研究了在离线状态下的机器人喷涂轨迹规划问题,实现了喷涂加工数据的生成,并在Fanuc机器人上验证了喷涂方案的有效性。首先,根据联合培养公司的机器人喷涂项目需求,制定了针对复杂曲面的机器人自动喷涂总体方案,介绍了喷涂轨迹规划算法程序的各功能模块,搭建了实验所用的硬件平台,并对喷涂机器人、接近开关、喷枪、空压机进行了选型。其次,通过解析喷涂对象的STL文件,获取了其中的三角面片数据,并针对面片数据之间缺少邻接关系,且存在大量数据冗余这一问题,提出了一种基于散列表和半边结构的方法,构建了三角面片之间的拓扑结构,最后,通过拓扑构建耗时实验和内存空间占用实验,验证了该方法的有效性。然后,提出了一种模型表面数据提取算法,基于所构建的面片间的拓扑结构,从三角面片数据中提取出指定的模型表面数据,并通过实验验证了该算法的有效性。进一步,通过改进传统的切片算法,基于提取的模型表面三角面片数据,生成了用于指导喷枪运动的轨迹点数据,包括轨迹点的空间位置及其法向量。在此基础上,对生成的轨迹点进行法向量偏移,保证喷枪能够在曲面上方的恒定距离且垂直于喷涂区域进行喷涂,同时,使用轨迹优化算法,剔除了轨迹点中的低效数据,并通过实验验证了该算法的有效性。接着,针对Fanuc机器人执行所需的位置姿态数据与切片生成的位置和法向量数据存在格式不同的问题,结合实际喷涂加工要求,构建了轨迹点坐标系,确定了喷枪在每个轨迹点的位姿,并由此推算了Fanuc机器人位姿数据计算公式,通过数据和工件加工实验,验证了公式的正确性。最后,基于软件设计平台,设计和开发了离线轨迹规划软件,软件基于模块程序设计思想,重点设计了STL文件数据解析模块、拓扑结构构建模块、特征面提取模块、喷涂路径生成和优化模块、机器人数据生成模块、机器人串口通信模块。基于软件生成了实物工件的机器人加工数据,完成了喷涂加工实验,实验结果表明,针对曲面模型该软件算法能够生成有效的机器人加工轨迹数据。