摘要：針對高強度大型復雜曲面零件的高精度攪拌摩擦焊需求,研制開發了一種重載攪拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)機器人.為使機器人具有大工作空間與靈巧作業能力,選擇串聯機構作為機器人構型,并闡述了高精度重載機構的設計與剛度校核方法.推導了腕關節含間隙的動力學模型,提出了雙電機消隙控制方法,并對不同負載與偏置電流下的消隙效果進行了仿真分析,結果顯示主動消隙方法能有效抑制傳動間隙造成的位置波動與誤差.為消除z軸在自重與焊接力作用下的撓度變形,提出了一種撓度主動補償方法,構建了動力學模型與控制策略,仿真結果顯示撓度補償系統能快速有效地抑制撓度造成的軌跡誤差.FSW機器人樣機焊接實驗表明,所提出的機器人在重載作業中能實現高精度的軌跡控制.