可调距螺旋桨是动力定位系统的关键装备,其叶片表面质量对系统服役性能和使用寿命具有显著影响。人工磨削劳动强度大,操作环境恶劣,加工表面质量不均匀;目前的一些主流机器人磨削系统适用于中小型工件的磨削与抛光,而大功率动力定位系统的可调距螺旋桨具有大尺度、复杂形状的待加工型面,磨削加工时要求机器人具有较大工作空间内的顺应接触运动的作业能力。因此设计适用于可调距螺旋桨的机器人磨削抛光系统对于提高的加工效率和表面质量有重要意义。本文对机器人磨削过程稳定性进行了分析,仿真结果表明机器人的弱刚度特性容易引起模态耦合振动;设计了具有接触力反馈和位置反馈的主动控制末端执行器,采用标准D-H法建立了机器人运动学模型并分析了可调距螺旋桨磨削加工所需要的工作空间。在RobotStudio软件中建立了可调距螺旋桨机器人磨削系统的仿真模型,并选择三条典型路径完成了运动控制仿真,对各关节轴角度变化情况进行了分析,验证了方案的可行性。针对接触顺应控制及执行装置,以平面两自由度关节机械臂为例,通过在Simulink中建立动力学模型对阻抗控制策略进行了仿真,分析了约束条件下阻抗参数的调节和环境刚度的变化对接触力控制精度的影响。针对主动顺应末端执行器,设计了基于相位整定增益的非线性PD控制策略,即在系统偏离平衡点时增大控制阻尼,并在Simulink中进行了仿真,结果表明这种方法对于碰撞过程和外界干扰能够有效降低超调量和振荡次数,同时保证较快的上升时间。设计并制作了接触力测控实验平台,完成了实验平台结构设计、测控系统设计、元件选型与装配等;以stm32微控制器作为控制核心,完成了伺服电机驱动控制、信号采集、串口通信等功能,最后进行了接触力控制实验研究,结果显示非线性PD控制提高了系统稳定性。