随着数字化制造技术不断发展,越来越多先进的自动制孔技术被应用到了飞机装配领域中。机器人自动化制孔技术是自动化制孔技术的重要组成部分,具有相对较高的制孔质量、柔性集成度好、工作环境适应性强等优点,在飞机数字化装配生产线上得到了广泛的应用。为了提高加工孔的轴线垂直度和位置精度,本文对机器人位姿误差的修正与补偿进行了研究,本文的研究内容主要可以概括为姿态误差修正和位置误差补偿两部分。姿态误差修正是为了实现加工时机器人末端执行器主轴进给方向与加工孔轴线方向一致,保证加工孔的轴线垂直度。随着光学测量技术的兴起,基于激光位移传感器的非接触式测量技术被应用到了姿态误差修正技术上来。本文首先介绍了非接触式姿态误差修正技术,研究了姿态修正的标定方法。然后针对激光位移传感器在工程应用中出现的标定基准不准确和非线性漂移现象,提出了非线性因素校准和视觉对焦方法,对姿态误差修正的原理进行了研究和改进。试验表明,经非线性因素校准后,轴线垂直精度达到了0.2°,锪窝深度一致性控制在0.03mm以内。从而验证了改进方法的可行性,解决了机器人自动化制孔时姿态修正的问题,保证了加工孔轴线与加工表面的垂直度。位置误差补偿是为了实现机器人末端精确定位,保证加工孔的位置精度。由于机器人位置精度相对较低,无法直接满足自动制孔的孔位精度要求。为了提高机器人自动制孔的位置精度,对机器人位置误差进行了研究。首先,阐述了机器人位置误差的来源和产生过程,并通过理论分析和相关试验,证明了机器人位置误差会对机器人基坐标系的平移分量和姿态变换分量产生不同程度影响。然后,为了补偿由于基坐标系标定不准确所引起的坐标转换误差,从飞机曲面构造原理角度,提出了一种基于误差Coons曲面函数的补偿方法。制孔试验表明,采用基于误差Coons曲面函数的补偿方法,可以使得坐标转换误差得到有效的补偿。机器人自动制孔的孔位平均位置误差为0.205 mm,最大位置误差为0.343 mm,满足孔位精度在0.5 mm以内的要求,实现了机器人自动化精确制孔。