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在机器人自动化生产应用中,如抛光、去毛刺、机械加工和柔性装配等接触式作业十分常见,在这些场合里,具备一定柔顺性的机器人系统通常比单纯的位置控制型机器人系统更能获得较好的控制性能和作业质量。本文研究基于力反馈的抛光打磨工业机器人系统,对系统搭建、力感知信息处理和标定、基于力反馈的轨迹跟踪和力跟踪等内容进行研究与实现,从而提高机器人在接触式作业场景下的柔顺性和作业效率。对集成了力传感系统的开放型机器人控制系统进行了设计与搭建。设计了基于“IPC+运动控制卡”的机器人控制系统硬件架构,并阐述了机器人控制器与力传感系统集成的控制系统的搭建工作。对力控系统软件的模块化开发进行了设计与阐述,对力感知信息实时采集与通信策略进行了设计与阐述,设计并总结了力控系统软件的作业流程。分析传感器实际应用中环境噪声干扰,研究了基于卡尔曼滤波器的力感知信息在线滤波方法,建立了适用于力感知信号滤波的卡尔曼滤波数学模型,对平稳信号与非平稳信号进行了在线滤波实验,实验结果表明所设计的卡尔曼滤波器可实现降低噪声干扰的目的,提高系统力感知性能的目的。分析实际应用中传感器“零漂”问题和机器人安装倾角问题,提出适用于六维力传感器的零点标定方法与重力、重力矩补偿方法,所提出的方法可对机器人末端的负载进行负载重力、重心坐标等参数的标定,对传感器进行了负载标定实验和在线重力与零点补偿实验,标定结果表明补偿算法可满足实际应用需求。对环境等效刚度估计方法进行了研究,研究基于Bp神经网络对非线性环境等效刚度进行拟合。研究基于力反馈的机器人轮廓轨迹跟踪控制策略,建立了机器人作业工具末端与环境接触过程的受力模型,推导了运动轨迹方向修正计算公式。结合PID控制器对每个插补周期内的方向修正角进行控制,对机器人进行了在线轨迹方向控制实验。实验结果表明所提出的轮廓跟踪控制策略可实现机器人对作业对象表面轮廓的跟踪控制。对机器人实现恒力作业控制进行了研究。首先对实现机器人与环境间力控制的阻抗控制理论进行了研究,建立了机器人位移与接触力偏差间的阻抗控制模型。结合阻抗控制器的离散化形式,提出一种结合轮廓跟踪策略的和阻抗控制方法的恒力控制策略,并阐述了机器人在线恒力作业的控制步骤。对两种类型的工件进行了恒力控制实验研究,实验结果表明所提出的机器人轨迹方向调整策略可以有效地控制机器人与作业对象轮廓保持稳定接触,所提出的恒力控制策略控制平均接触力误差不大于5N,提高了机器人抛光、打磨作业的柔顺性。