机器人自动制孔技术是飞机自动化装配的发展趋势，多功能末端执行器是其最核心的关键技术之一，也是我国在该领域的主要技术瓶颈。本课题针对实际需求，采用理论分析、仿真优化以及实验验证等方法对基于工业机器人的末端执行器结构进行了深入的研究，主要研究内容如下：首先，结合飞机装配的实际需求，提出了末端执行器的总体结构方案和主要功能模块，并分析了末端执行器工作流程，为末端执行器的结构设计提供了有力的理论基础。其次，详细设计了末端执行器主要功能模块结构，包括法向检测单元、压紧模块、制孔模块等，并通过有限元仿真手段对末端执行器的关键结构及整机进行了强度校核。仿真结果表明，该末端执行器结构的刚度与强度达到了设计的要求。在次，应用拓扑优化技术对末端执行器的结构轻量化进行了研究，在有限元软件平台上对末端执行器的主要结果进行了拓扑优化分析，并优化了实际结构，优化后的结构满足强度要求，并有效降低了结构的重量。最后，应用以上关键技术成果研制出了一套末端执行器样机，并设计配套试验工装，开展了对末端执行器的功能性验证，试验验证结果表明，末端执行器的制孔精度达到了H9，法向检测精度小于0.5°，制孔节拍大于4个/min，满足了飞机自动制孔的技术要求。