随着钢结构建筑美学和结构功能要求的不断提高,在钢结构建筑中钢节点变得越来越复杂,然而传统钢节点制作方式因制作工艺及周期等原因而难以满足高效、可靠、重复一致地制作复杂钢节点的技术需求,针对此现状提出一种3P3R机构的复杂钢节点自动化装配系统,其中装配定位算法是整个系统的关键,本文针对装配定位算法展开研究,具体工作内容如下:结合工程实践提出一种3P3R装配定位机构,分析了常用的复杂钢节点型式,选择应用最广的矩形牛腿口钢节点为研究对象。通过分析该节点组成构件的空间结构,建立了初始基准面和基准坐标系;根据刚体在空间中的结构联结关系,分别建立了钢节点各个牛腿口截面数学模型,并分析了该模型应用于圆截面和三角形截面的特殊节点型式。针对所建立的复杂钢节点数学模型,研究了3P3R装配系统的定位算法的位姿解算。位姿解算分为正运动学和逆运动学解算,正运动学解算中,是在简化模型基础上,利用D-H法建立正运动学关系,考虑到该方法存在表达繁琐和难以理解的不足,提出采用相对坐标系法表达,即建立与全局坐标系对应的一个局部坐标系,通过两者的转换关系建立运动学关系并解算;逆运动学求解则在正运动学关系式基础上求得解集,根据等式相互制约关系获得两组逆运动学解。最后,通过一个具体案例计算和MATLAB工具箱进行正逆运动学仿真分析,验证位姿解算的合理性,并根据距离最优条件确定了一组最优解。在算法层面探讨了间隙误差,提出利用雅可比迭代算法进行位姿补偿来减少误差。为验证算法,在原有样机的基础上开发了实验平台。硬件部分选择台达EH3,B2控制器和6个伺服电机;软件部分利用PLC和文本显示器编程,具有原点回零和定位功能。在该实验平台上进行复杂节点装配实验,结果表明:节点装配定位算法具有较高的精度,节点误差处于1.2mm至3mm之间,从而证明定位算法具有一定的可靠性,最后对工程应用中存在的定位误差进行探讨,分析误差成因和解决措施,为开发自动焊接装配机提供算法指导。