螺纹联接是使用最为普遍的一种联接形式,螺纹连接质量直接影响整机安全及工作性能。目前,我国大部分生产制造企业采用人工或电动拧紧工具进行螺栓拧紧,要求高的还需要扭力扳手进行复检,导致工人劳动强度大、生产效率低、拧紧力差异较大等问题,为此,研制一款四自由度螺栓拧紧机器人。主要研究内容包括:(1)制定了四自由度螺栓拧紧机器人总体方案。机器人控制系统在获取螺栓位置信息后控制机器人运动到目标位置,通过选择相应的螺栓拧紧策略实现对目标螺栓的自动化拧紧。(2)建立了机器人运动学模型,求出了机器人正逆解,确定了机器人工作空间以及机器人奇异点,并基于MATLAB对机器人运动学进行仿真分析,最后对机器人进行了轨迹规划和动力学分析。(3)基于SolidWorks软件建立了机器人三维数字化模型,采用ANSYS软件对机器人关键零部件进行静力学有限元分析,对机器人的各功能部件选型进行了详细的阐述,最终开发了机器人样机。(4)基于PC+PMAC开发了机器人控制系统,搭建了机器人硬件控制系统,开发了机器人软件控制系统,开展了螺栓拧紧实验,验证了所开发机器人的有效性。