以6R串联机器人为柔性载体的自动化智能装备在制造业中扮演着越来越重要的角色,然而串联机器人由于其刚度不足造成的加工颤振,制约了其在机械加工领域的应用。目前,关于机器人制孔刚度的研究对象大多数为并联机构,且关于刚度的建模很少有考虑到制孔末端执行器部分。在归纳总结了国内外研究现状的基础上,本文主要内容如下:（1）针对机器人自动化制孔任务,构建了包括制孔机器人、末端执行器和制孔辅助工作台在内的机器人制孔系统。基于四元数理论,对一般6R串联型机器人进行了参数化建模,研究了基于四元数的机器人运动学求解的方法和步骤,在此基础上布局了机器人制孔工作站,进行了工作站集成设计。（2）基于虚拟关节法建立了制孔机器人的关节刚度模型,由辨识出的关节刚度值可得到制孔机器人在外力作用下,理论变形值与实际变形值在坐标轴X方向的最大位置偏差为27.73%,最大方位偏差为6.74°,能够预测制孔机器人在X轴方向72%以上的变形量;在坐标轴Y方向的最大位置偏差为22.81%,最大方位偏差为10.69°,能够预测制孔机器人Y轴方向77%以上的变形量;在坐标轴Z方向的最大位置偏差为35.41%,最大方位偏差为10.99°,因此刚度模型能预测制孔机器人在Z轴方向64%以上的变形量。此外,基于欧拉-伯努利梁的假设,建立了末端执行器的刚度模型;基于线性叠加原理,建立了机器人制孔系统的整体刚度模型,提高了机器人制孔系统刚度模型的完整性。（3）引入“刚度椭球”对机器人制孔系统的末端笛卡尔刚度性能进行评价,并定义了制孔系统末端轴向刚度和切削平面刚度,用于机械加工过程中机器人制孔系统刚度性能的评估。使用控制变量法,探究了机器人加工位姿和刀具规格对制孔系统末端刚度性能的影响。在此基础上,设计了一种结合机器人加工位姿、加工安全性和机器人运动学性能的制孔系统刚度性能优化方法。基于PC interface开发了机器人制孔上位机软件,制孔实验表明刚度优化后最大孔径误差在0.05mm以内,能够满足常见的航空及汽车工业铝材的制孔要求,验证了机器人制孔系统刚度性能优化的有效性。