随着“中国制造2025”概念的提出与实施,国家组织实施大型飞机、民用航天等项目的开展,使得工业机器人越来越多地应用于航空制造业进行零部件的加工及柔性化自动装配中。在航空件制造过程中,存在大量的制孔工作,制孔加工的质量和效率直接影响飞机的质量和可靠性。重复定位精度作为工业机器人的重要出厂参数指标其精度往往很高,但其绝对定位精度暂未能满足飞机零部件制造及装配对于精度的要求。因而,工业机器人绝对定位精度的提高就成为了亟须突破的首要关键技术。本文以FANUC R2000ic-165F型工业机器人为平台,辅以视觉引导,对机器人制孔位姿控制及精度补偿技术展开研究,主要研究内容如下:首先,对FANUC机器人进行运动学分析及确定制孔法向位姿。利用D-H连杆参数法对FANUC机器人进行运动学建模,并基于所建立的模型进行正、逆向运动学求解。确立视觉相机、刀具刀尖点及孔位之间的位置关系。基于视觉技术获得孔的位置及法向信息,对其进行逆运动学求解,得到此法向位姿下各关节角角度。借助MATLAB Robotics Toolbox对已建立的运动学模型进行仿真验证,通过正、逆解运算验证模型的准确性。其次,在运动学分析的基础上,分析引起工业机器人定位误差的因素。基于连杆参数几何误差,利用微分变换原理建立FANUC R2000ic-165F型工业机器人定位误差模型,依据辨识出的各几何参数误差与位置对该模型进行仿真验证。基于该型机器人所建立的定位误差模型,使用牛顿-拉夫逊迭代算法对其进行精度补偿并进行仿真验证。通过对比工业机器人理想的目标位置和补偿后实际到达的位置,验证补偿的实际效果。再次,根据现场设备情况、实际应用需求及所要达成的目标,采用西门子S7-300系列315-2DP为其CPU,PLC与FANUC机器人之间基于Profibus-DP协议通信连接。基于TIA博途软件完成硬件组态及相应的I/O地址分配,并完成PLC控制程序的编写。利用VS2015中的MFC模块使用C语言编写相机连接的窗口程序,进行视觉图像的显示。最后,搭建实验平台进行加工试验对比分析,利用超景深显微镜对钻削加工后孔的位置精度进行检测,以此来验证定位误差模型及其仿真结果的准确性和机器人的制孔位姿控制及精度补偿的效果。