工业机器人因具用高柔性、高效率、低成本等优势被广泛应用于飞机自动化装配中。但是由于串联机器人自身结构的影响,刚度性能较差,影响末端的加工精度。本文针对附加第七轴的机器人制孔系统,综合考虑刀具坐标系可调及反解配置多样性等问题,研究了机器人切向刚度增强的姿态优化与平滑算法。首先,以KUKA KR360-2型机器人为研究对象,通过D-H方法建立了连杆坐标系,求解运动学方程,并进行反解,获得8种反解配置。使用矢量积和微分变换法求解机器人的雅可比矩阵。其次,假设连杆刚性,并且忽略补偿刚度矩阵影响,建立机器人传统静刚度模型,提出末端切向刚度性能评价指标,分析关节角度对指标的影响,通过仿真变形验证刚度评价指标的合理性。根据飞机壁板制孔系统的孔位分布特点,提出面向切向刚度增强的机器人姿态优化与平滑算法。算法先以首末点的刚度指标之和最大为目标,以底座在移动平台的位置,刀具坐标系旋转角度和机器人反解配置为优化变量,使用遗传算法求解首末点的刚度最优姿态,再根据首末姿态对中间姿态使用四元数插值做平滑处理,完成所有加工点机器人刚度性能的姿态优化。最后,设计算例分析,对机器人关节角度变化,刚度指标,末端切向变形在姿态优化与平滑前后的结果进行对比,表明算法对提高机器人的加工效率和加工精度有重要意义。