搅拌摩擦焊接技术开创至今,在国内外均发展迅猛,逐渐成为航空航天领域大型铝合金结构件的实用固相连接技术。本文基于课题组研发的一种新型混联构型机器人,开发一种以混联机器人为核心制造单元的搅拌摩擦焊装备,设计并搭建配套数控系统。针对开发的六自由度搅拌摩擦焊接装备,在综合考虑搅拌摩擦焊工艺特点的基础上,侧重于数控系统关键技术研究,并提出一种基于刚度最优区间理论的运动学逆解算法。针对搅拌摩擦焊工艺大轴向承载力导致的末端执行器变形现象,为提高焊接精度,考虑数控系统实时性能,提出两种轨迹修正方法。首先,根据旋量理论建立的混联机器人刚度模型,深入研究刀轴方向矢量上机器人刚度在工作空间全域内的分布规律,并提出刚度最优区间的概念。所提搅拌摩擦焊加工装备具备六个自由度,因此属于一类运动学冗余机构。本文通过优化单自由度工作台的运动,将输入的五轴加工路径分解成两部分,同时控制机器人和工作台运动实现六轴联动加工。所提算法能保证机器人在非常态位形下,具备较优的刚度性能。其次,通过对搅拌摩擦焊装备数控系统功能进行分析,确定数控系统总体架构方案,以“PC+AMC运动控制卡”为核心搭建数控系统硬件平台,最终形成以PC为上位机、以AMC运动控制卡为下位机的分布式控制体系。具体而言,完成数控系统主要硬件选型,设计详细的电气原理图,基于数据传输流确定数控系统软件架构,在数控系统内实现NC代码解析,人机交互界面的开发,并详细阐述底层运动控制原理。再次,为改善焊接质量,提出一种通过实时修正机器人粗插补过程中刀位点,实现实际刀位点与理论刀位点重合的在线轨迹修正方法。具体原理如下:首先采用激光测距传感器获得实时刀位信息,通过与理论刀位信息进行比较确定末端位姿误差值（（35）X,（35）Y,（35）Z,（35）A,（35）B）,结合控制系统的运动叠加功能,将上述位姿误差分配到控制系统底层粗插补环节,进而实现基于传感器的焊接轨迹在线修正。此外,通过应用手轮干预功能,可对焊接压入量等工艺参数进行实时补偿。最后,通过配置数控系统软件参数、整定伺服系统参数以及开展零点精标定实验,改善机器人焊接精度。采用平面二维S型曲线和空间三维S型曲线作为焊接轨迹,设计对比实验。实验结果有效验证了所提六自由度运动学算法的有效性,以及基于手轮干预的焊接压入量修正方法的有效性。