汽车轻量化对铝合金零部件的需求越来越多,适用于铝合金零部件焊接的搅拌摩擦焊技术得到日益广泛的应用。近年来,搅拌摩擦焊机器人将搅拌摩擦焊与机器人技术相结合,是汽车合金零部件焊接制造的发展方向之一。本文根据汽车铝合金轮毂焊接制造的任务需求,将3-UPS-UP并联机器人机构作为轮毂搅拌摩擦焊接的执行机构,开展搅拌摩擦焊并联机器人装备样机设计优化、性能评价及控制方法研究。主要研究内容如下:（1）基于汽车轮毂焊接工艺需求的搅拌摩擦焊机器人总体设计与性能分析。分析汽车零部件搅拌摩擦焊的工艺需求,选择3-UPS-UP机构作为执行机构,对该并联机构运动学求解,开展基于运动/力传递性能、运动/力约束性能指标的性能分析。（2）搅拌摩擦焊并联机器人尺度优化和刚度强度有限元分析。以全域传递指标为优化目标,基于遗传算法实现并联机构尺度优化。针对优化后的结构模型,开展极限位置下的强度、刚度及模态有限元分析,为控制系统设计和样机搭建奠定基础。（3）搅拌摩擦焊机器人运动控制系统搭建及控制算法仿真比较分析。基于MATLAB/Simulink搭建控制系统模型及电机驱动模型,采用模糊PID和经典PID两种控制算法进行比较分析,并基于ADAMS与MATLAB联合仿真进行运动学逆解验证及运动轨迹仿真。（4）3-UPS-UP并联机器人实验平台搭建及试验研究。完成伺服电机、电动缸、伺服驱动器的选型及通讯方式的调试,搭建3-UPS-UP并联机器人实验样机,开展机器人末端位置跟踪和位置正弦跟踪响应实验,以验证搭建控制系统的可行性。