搬运装配是目前工业机器人的一大应用领域。传统的位置控制型机器人通过示教与再现实现搬运与装配任务,由于实际作业中的工件误差与环境变动,示教再现往往难以完成任务,甚至发生碰撞。本文针对机器人在工件搬运与装配过程中对力觉感知与反应能力的需求,系统地研究了搬运装配机器人主动柔顺控制关键技术和应用软件开发实现。本文首先阐述了搬运与装配机器人的发展现状,综述了柔顺搬运装配中的被动柔顺与主动柔顺研究现状并论述了主动柔顺控制算法。在分析了支重轮安装过程中搬运与装配需求的基础上,设计机器人主动柔顺搬运装配系统,介绍了系统的组成,解决了机器人控制器与外部PC间的实时通信问题,并实现了 PC对抓手的控制和对传感器数据的采集,搭建了基于KRC4控制器的KR16-2工业机器人柔顺作业平台;然后,在建立了 KR16-2机器人的关节模型并求解了机器人的D-H参数的基础上,计算出了用于力估算的KR16-2力雅可比矩阵。通过坐标系的转换,将工具坐标系下描述的运动转换为基坐标系下的描述的运动,解决了传感器坐标系与机器人运动描述之间的不匹配问题。本文结合孔轴装配过程的主动柔顺需求,实现了基于参考点的三维模型重力补偿方法,解决了机器人末端姿态变化导致传感器零点改变的问题。根据孔轴装配的作业流程与孔轴接触状态,给出了孔轴装配不同阶段的柔顺控制策略并完成了实验验证;结合柔顺搬运放置任务需求与减少使用昂贵大量程传感器的需求,给出了柔顺搬运放置任务中的简化动力学模型,阐述了通过电机转矩估算机器人广义操作力并通过补偿获得末端接触力的方法,通过估算力完成机器人的柔顺搬运放置任务;最后,实现了机器人端控制程序及PC端机器人主动柔顺控制软件的开发,并结合视觉定位功能,在KUKA KR16-2平台上通过支重轮搬运装配任务的测试,验证了搬运装配主动柔顺系统的有效性。