机器人自动制孔系统作为柔性加工设备,灵活性高,且成本低,既适用大批量生产,又能快速适应产品更换,适应小批量或研制阶段的装配生产,因此在国外航空制造领域已经得到广泛的应用,并开始显现效益。而国内机器人自动制孔系统在航空领域的应用几乎为空白,主要依靠引进国外自动钻铆机实现自动制孔功能。在此背景下,浙江大学飞机数字化装配项目组自主研制开发一套基于飞机壁板制孔的机器人自动制孔系统,本文对制孔终端执行器的控制系统进行设计研究。第一章阐述论文研究的背景和意义,总结飞机装配中自动制孔系统的国内外发展现状,在阐述机器人及其终端执行器在飞机装配中应用技术的基础上,提出论文的研究内容。第二章首先阐述飞机壁板制孔工艺和要求,然后提出基于终端执行器的机器人自动制孔系统,对制孔系统每个组成部分的结构、功能和特点作了详细的介绍,最后分析机器人自动制孔系统的制孔工艺流程及其特点。第三章首先介绍终端执行器进给系统的控制原理,根据控制系统设计要求提出基于SynqNet总线技术的控制系统,并详细介绍系统中的硬件组成。然后根据进给系统的传动原理提出进给轴的全闭环控制方式,并设计交流伺服控制系统中电流环、速度环和位置环的PID控制器。最后介绍主轴电机的控制系统。由于制孔过程中工件的变形和振动使得锪窝深度难以控制,第四章首先提出基于压脚位置实时补偿的进给轴闭环控制系统,将制孔过程中的压脚位移等效于工件的变形量,并实时补偿到进给深度。同时设计低通滤波器,抑制压脚的高频振动对位置控制的干扰,以获得精确的锪窝深度和良好的表面质量。最后介绍该控制系统在MechaWare软件中的实现过程。为了验证终端执行器控制系统的可行性以及对锪窝深度的控制效果,第五章针对不同加工表面、不同压紧力、不同规格刀具,设置多组实验。根据对实验结果的分析得到,经过压脚位置实时补偿的终端执行器进给系统能够将锪窝深度误差控制在0.02mm以内,并且使加工孔的圆度、表面光洁度以及加工效率等相比较手工制孔有了大大的改善。第六章对全文的研究工作进行总结,并对进一步研究的内容进行展望。