如何在制造过程中采用数字化手段保证飞机外形尺寸符合设计要求,是飞机制造领域主要研究的课题方向。其中自动钻铆技术是提高飞机制造精度,依靠机床精度或机器人系统精度保证外形尺寸的重要手段。本课题基于目前机器人自动钻孔和自动钻铆系统设计存在的位置精度不足,锪窝深度难以保证等一系列问题,设计了一种新的机器人钻铆末端执行器并使用五自由度运动补偿和柔性压紧机构分别提高位置精度和法向精度。首先,分析飞机装配现实需求,提出末端执行器主要执行的多种功能和整体布局结构,并进行系统组成划分,明确了整个钻铆流程中,各个机构实现的主要工作为接下来的各机构设计提供理论基础。然后,明确了末端执行器各个机构的详细结构,包括(1)X、Y轴运动机构、(2)A、B轴旋转机构(3)定位机构(4)切换机构(5)钻孔机构(6)涂胶机构(7)插钉机构(8)送钉机构(9)压脚机构(10)连接基座。并通过理论计算对机构中所需的气缸、电机、电主轴等进行标准件选型。之后,使用基于激光跟踪仪闭环反馈的测量方法,选择TwinCAT软PLC作为末端执行器的控制器,将末端执行器控制数据,激光跟踪仪测量数据等检测结果通过EtherCAT总线技术与上位PC机进行通讯,结合飞机设计给出的3D数模提取的制孔数据,经过坐标系转换与制孔位置算法计算得出钻铆位置,各机构分别完成工作。最后,基于此末端执行器机械结构和钻铆工艺,阐述了验证工装的设计,详细介绍了如何使用Delmia对自动钻铆过程进行仿真。