本发明公开了一种改善机器人铣边稳定性的方法，首先，根据刀具运动学规律，机器人纵扭旋转超声铣边被分为分离型和不分离型两种。其次，通过分析纵扭复合超声振动作用下的动态铣削层厚度和动态铣削力，提出不分离型机器人纵扭旋转超声铣边稳定域求解新思路。然后，以不分离型颤振稳定性解析为基础，研究扭转超声振动对刀具与工件分离特性的影响规律，构建分离型机器人纵扭旋转超声铣边稳定域预测模型。接着，运用响应速度较快的全离散法求解系统的动力学微分方程。最后，编写以上稳定性解析方法运算程序绘制分离型机器人纵扭旋转超声铣边颤振稳定性曲线。本发明可有效解决机器人铣边过程中加工系统颤振问题。