近些年来,工业机器人的快速发展为自动化装配提供了新的可能。相较于人工,机器人具有某些不可比拟的优点,如高效率、高强度、低成本、恶劣环境适应性优良等,是实现零部件装配的理想对象。在实际的工业生产中,圆轴孔类零件是最常见和常用的,因此对其装配技术的研究也是最为广泛的。本文对单轴孔零部件装配系统进行了研究与设计。首先,本文分析了装有轴件的情况下六维力/力矩传感器采集到的数据组成成分,探究了传感器零漂、轴件重力、轴件质心等因素对实际接触力大小的影响。设计了相关的标定算法和补偿算法,消除了上述因素在机器人末端姿态变化时产生的动态影响,并通过力、力矩在坐标系之间的等效变换矩阵还原了轴件上的真实接触力情况。其次,本文仔细分析了轴孔件装配的全过程,将其分为接近、搜孔、插孔三个阶段,分析了各个阶段的控制目标,设计了工业机器人装配的总体方案。接着针对搜孔阶段,分析了现有的搜孔方法,如方波搜孔、螺旋线搜孔等优缺点,在考虑到可实施性、复杂性、有效性、成功性的基础上提出和改进了一种新的搜孔方法——基于圆锥运动的搜孔方法。该方法只要轴件和孔件的初始位置偏差保证在孔件半径内,即可快速完成对孔件孔中心的方向定位。再接着对于插孔阶段,使用了基于位置的阻抗控制插孔策略,使轴件能够自动根据接触力完成自身姿态的调整。针对插孔过程中可能出现的由两点接触造成的卡阻现象,在原来策略基础上提出了一种变柔顺中心的插孔策略,有效解决了不良接触状态。最后,设计并搭建了实验平台,进行了4种不同装配间隙大小的轴孔件装配实验。实验结果表明,本文所提的方案能够很好得顺利完成单轴孔件的装配。