连接孔位置精度是飞机部件装配的关键技术指标,因而实现工业机器人绝对定位误差的估计与补偿,是保证飞机自动钻铆系统制孔精度的核心技术。本文针对基于空间相似性的机器人定位精度补偿技术开展了系统研究。基于机器人运动学误差模型,分析、研究并验证了机器人定位误差的空间相似性理论;建立了基于空间相似性的机器人定位误差估计与补偿模型,显著提高了机器人的绝对定位精度;建立了面向精度补偿的最优采样点数学模型,提出基于遗传算法的机器人采样点多目标优化方法,有效提高了精度补偿采样点的分布合理性和规划效率;提出并验证了自动制孔协调准确度综合补偿方法,实现了机器人自动钻铆系统的高精度制孔。本文完成的主要工作有:(1)建立了耦合关节约束的机器人运动学模型和基于MD-H参数的机器人运动学误差模型,为误差相似性研究提供了理论支撑:基于D-H参数建立了机器人正向运动学模型,耦合关节约束建立了机器人逆向运动学模型,实现了关节空间与操作空间的唯一映射关系,并建立了基于MD-H参数机器人的运动学误差模型,阐述了机器人运动学参数的标定方法。(2)提出并验证了基于空间相似性的机器人定位误差估计与前馈补偿方法,实现了机器人绝对定位误差的开环补偿:提出并验证了机器人定位误差的空间相似性理论,建立了关联机器人运动学误差模型和变差函数的误差相似性定量表征模型;提出了基于空间相似性的机器人定位误差映射和线性无偏最优估计方法,实现了定位误差的精确估计;提出了基于空间相似性的机器人定位误差前馈补偿方法,实现了定位误差的开环补偿;试验证明上述方法能够将机器人的绝对定位精度提高约80%。(3)建立了面向精度补偿的机器人最优采样点模型,提出并验证了基于遗传算法的机器人最优采样点多目标优化方法:针对现有的基于能观性指数的采样点规划方法难以应用于非运动学参数标定的精度补偿技术的局限性,建立了面向精度补偿的机器人最优采样点数学模型,提出了基于遗传算法的机器人最优采样点多目标优化方法对该模型进行求解,得到了最优采样点集合;对比试验证明上述方法能够有效提高精度补偿采样点的分布合理性和规划效率。(4)提出并验证了自动制孔协调准确度综合补偿方法,实现了机器人自动制孔系统的高精度制孔:阐述了机器人自动制孔系统的软硬件组成和工作原理;分析了自动制孔系统协调性误差源,并提出了自动制孔协调准确度综合补偿方法;试验结果证明,机器人自动制孔系统的孔位精度能够达到0.35mm。