针对民机机身、机翼等大部件的自动化制孔需求,结合爬行机器人制孔系统轻量化、模块化的设计需要,通过解决总体布局、优化设计以及集成控制等技术问题,研制出一种小型化、轻量化的制孔多功能末端执行器,满足飞机制造业装配孔的加工需求。进行了制孔多功能末端执行器关键设计参数的研究。根据飞机装配制孔工艺特点和爬行机器人制孔系统对工件类型、制孔孔径、加工效率等技术指标的要求,进行了铝合金构件制孔质量控制方法研究。开展钻削制孔试验,获得了加工参数对制孔孔径、孔壁粗糙度、出口毛刺高度以及轴向力的影响规律,优化加工参数,提高制孔质量,并为末端执行器的结构设计提供参数依据。进行了制孔多功能末端执行器的结构设计。结合爬行机器人制孔系统特点和装配孔加工工艺要求,分析功能需求,划分设计模块,开展末端执行器设计制造技术研究。进行末端执行器小型化、轻量化设计,完成末端执行器关键零部件校核,成功研制了一台制孔多功能末端执行器样机。研制的末端执行器能够实现制孔、锪窝、预紧、基准检测、法向测量、自动换刀等功能。进行了制孔多功能末端执行器控制系统的搭建。对爬行机器人制孔系统工作流程、末端执行器制孔流程以及各辅助功能工作流程进行了分析,对末端执行器总体控制系统原理架构以及各模块内部控制架构进行设计,确定了各功能的控制实现方法,完成了硬件系统的选型,成功搭建末端执行器控制系统,实现了对末端执行器的有效控制,并对制孔精度的控制方法进行了研究。进行了制孔多功能末端执行器样机使用性能的验证。研制试验测试专用工装,搭建试验平台,对末端执行器的各项性能指标,包括主轴径向跳动、进给定位精度、质量、体积等进行检测。开展制孔质量验证试验,对试验数据进行处理分析得出结论:研制的制孔多功能末端执行器能够满足飞机制造业对装配孔制孔精度质量的要求。本文研制的制孔多功能末端执行器满足爬行机器人制孔系统的各项技术指标要求,适应我国飞机制造业的实际情况,对提高飞机的安全性,降低研制周期,促进我国航空工业的发展具有重要意义。