自动化制孔机床在金属加工中应用比较广泛,特别是在高强度、高疲劳寿命轻质材料(碳纤维复合材料、钛合金、铝合金等)曲面制孔,解决了以往手工制孔带来的低效率、工艺稳定性差等问题。本机床的成功研制将大大降低工人的劳动强度,提高生产质量和生产效率,增加工艺稳定性。首先,综述了国内外自动化制孔技术及装备的研究和应用现状。在分析飞机机身蒙皮的结构的基础上,为实现在中后段机身高质量、高效率的自动化制孔,构建一套集成西门子CNC系统和PLC编程技术、激光法矢测量技术、位移传感器在线测量技术和计算机控制技术的自动化制孔机床控制系统。在明确自动化制孔机床控制系统各组成和功能的前提下,提出基于Profibus和Profinet实时现场总线控制系统设计总体技术方案,包括硬件配置方案设计、各控制单元电气设计、总体结构设计及软件设计等内容。根据自动化制孔机床控制系统的应用及性能分析,拟定了课题的关键技术的研究内容。自动化制孔机床制孔过程中的法矢测量及调整方法;锪窝时,蒙皮发生形变,为确保锪窝精度,提出在进给方向补偿方法。最后,基于自动化制孔机床实验平台,阐述了制孔工艺流程,并对控制系统硬件设计方案、软件功能、法矢测量及调整、锪窝深度补偿等研究内容进行了试验性验证。实验结果表明,该自动化制孔机床控制系统制孔定位精度控制在0.2mm内,法向精度控制在0.5°内,锪窝精度控制在+0.05mm内,制孔效率为4孔/分钟,能大幅度提高飞机蒙皮的制孔质量和效率,实现制孔自动化和数字化。