近年来,随着工业机器人技术的迅速发展与传统制造业向智能制造的转型升级,机器人已经成为制造业中不可替代的重要装备和手段。由于机器人具有较大的刚性,在进行精密装配作业中,较小的定位误差也将会产生较大的接触力,进而导致装配失败,更严重的将会损坏装配的工件和机器人本体,因此使机器人对外界环境产生一定的顺从能力,并能够进行柔顺装配就显得尤为重要。本文针对轴孔精密装配的柔顺性问题,在主被动柔顺的基础上展开了柔顺装置的结构与性能、机器人运动学和视觉定位系统、柔顺装配策略、装配控制框架和实验验证等研究。论文首先对主被动柔顺的特性进行分析,提出设计要求和设计指标,进而展开柔顺装置的结构设计和元器件的选型。并利用有限元分析软件对柔顺装置的关键零部件进行强度校核。另外,对柔顺装置进行了装配,并设计了对应的控制系统,通过对系统响应的实验分析,确定设计的柔顺装置能够满足使用要求。其次,为了减小轴孔装配时机器人本体的控制误差,对机器人的正逆运动学建模方法进行分析,并利用激光跟踪仪对机器人的D-H参数进行提取,通过优化算法对提取的参数进行优化补偿,提高了机器人的控制精度。另外,在装配系统中引入视觉定位系统,并对其基本原理进行了分析和实验验证。使机器人在与外界环境接触前具有了一定的主动感知能力。然后,根据轴孔装配的过程和特点,结合柔顺装置提出了一种基于主被动柔顺的轴孔装配策略,同时设计了轴孔装配的控制框架。并对基于此策略的轴孔装配误差进行了理论分析,为轴孔装配实验奠定了基础。最后,在结合上文的轴孔装配策略以及控制模型的基础上,搭建了机器人柔顺装配的软硬件实验平台,并进行了轴孔装配实验,实验结果验证了提出的柔顺装配策略的正确性和实际工业应用的可行性。