随着市场需求的多样化与复杂化,装配作业中的环境复杂性、工件定位精度以及装配对象的多样化等因素给机械臂的自主精准装配造成了很大的挑战。因此,研究机器人装配操作的自主性与智能化意义重大。本文针对轴孔自主装配算法开展了相关研究,主要内容如下:（1）机械臂的高效轨迹规划。面对姿态的流形特性以及跨零点情况,现有的动态运动基元（Dynamic movement primitives,DMPs）算法很难达到预期的效果。本文提出了一种基于改进DMPs的笛卡尔空间6D轨迹规划方法。该方法采用四元数描述姿态,实现了位置轨迹与姿态轨迹的无奇异表示。通过解耦强迫函数与起-终点状态差值项之间的关联,消除了跨零点引起的轨迹抖动、无法生成与翻转等问题。此外,基于机器人和障碍物间的距离与偏角建立了虚拟阻抗关系,并将其耦合到动力学模型中,使得机械臂的避障行为更加的类人化,减少消耗。仿真和倒水实验表明,本文提出的改进DMPs方法是可行的。（2）基于阻抗的柔顺控制。接触式任务中,以往纯粹的机械臂位置控制已经很难满足要求,通过阻抗控制的方式可以实现机械臂和环境间位置与力的同时控制。但当面对非结构化的作业环境时,固定参数的阻抗控制往往很难达到预期效果。为此,本文通过四元数的方式丰富了阻抗模型,有利于位置和姿态的双柔顺控制。其次,利用迭代学习控制的方法用于优化阻抗控制器的输出,提高了系统的响应性能。最后通过Matlab/Simulink搭建了仿真系统,实验验证了算法的有效性和鲁棒性。（3）机械臂装配操作。基于ROS框架,开发实时控制系统,便于装配环节的实时反馈控制。分析装配环节的工具坐标系标定、力/力矩传感器标定和重力补偿的实现过程,方便装配操作中各状态的转换获取。最后设计UR5机械臂的自由拖动和插孔实验,验证实时控制系统和算法的可行性。