柔性壳体是大型火箭等航天发射器重要的组成部件,承担其内部仪器的支撑作用,很多仪器需通过与壳体相连接来保持其确定的相对位置。柔性壳体的形状误差和壳体上钻孔的位置误差能对整个系统的性能产生直接影响,目前国内对于柔性筒壳体的测量和定位钻孔,还只能由手工完成,而手工方式存在精度差从而导致内部仪器发生干涉和加工效率低的缺点。因此,研究设计一个能够自动对柔性壳体测量、划线和钻孔的加工系统对提高加工效率,提高加工精度具有重要意义。本文围绕用机械臂与回转平台相结合的方式解决直径在500mm至2000mm的柔性筒壳体的测量和定位钻孔的问题展开研究,论文的主要内容包括:(1)通过对机械臂和测量技术的发展现状的分析,确定了机械臂与回转平台相结合的柔性圆筒加工系统的方案。对市场现有的机械臂、回转平台、电机、滑轨等设备信息的收集和整理,确定方案中外购件的型号。(2)结合系统预计实现的功能和外购件接口尺寸及性能信息,完成机械臂立柱、运载小车、工件托盘及其他零件的设计。以SolidWorks软件为基础、以CAXA软件为辅助,完成加工系统的三维建模及虚拟装配,并对重要部位的设计进行计算校核。(3)以柔性筒工件加工系统为研究对象,用ADAMS、Matlab软件分析机械臂的运动,设计在加工不同尺寸的工件时的运动,确定机械臂基座在不同位置时的加工范围,及机械臂夹持工具运动到工件内壁任意位置的运动方案。利用ANSYS软件对模型进行变形分析,计算加工柔性筒工件时工件及夹具托架的变形,验证加工系统托盘结构的合理性。(4)完成系统机械部分的设计,通过实验对部分零件、机械臂、外购件进行测试,验证加工系统的可行性,得出加工系统确实可行的结论。