现阶段的飞机装配对孔加工的质量提出了更高的要求,而传统的手工制孔的精度较差、质量低不能满足需要。机器人技术则能较好地解决人工制孔所遇到的问题,因此在飞机蒙皮制孔中使用机器人技术已成为一种发展趋势。我国在该领域的研究还处于初始阶段,所以机器人制孔技术具有较好的应用前景和较大的研究价值。本文对现有的飞机蒙皮钻孔系统的国内外研究现状进行了分析,总结了现有机器人制孔系统的优缺点,提出了一种安装于工业机器人末端的新型的多自由度可调姿带吸附装置的钻孔机器人小臂,主要对机器人小臂的结构进行了设计分析,对工业机器人大臂进行了简要改进设计。本文研究的主要内容如下:（1）根据现有的蒙皮钻孔系统的技术指标确定了本课题所设计的机器人小臂的设计要求,根据相关材料的钻削参数选定了合适的钻孔电主轴。在选定电主轴后,由此设计了机器人小臂的结构,之后对实验室当前研究的工业机器人做了简要改进使其可以用于搭载机器人小臂,完成了整体结构的设计。（2）建立了机器人小臂的运动学模型,完成了该结构正解逆解的求解,通过工作空间分析确定了吸盘支撑轴的长度,绘制了总体工作空间,完成了雅可比矩阵的计算。（3）使用操作臂静力学知识分析了机器人小臂各部分受力情况,并利用ANSYS Workbench有限元分析软件对各部分做了刚度和强度分析,在此基础上进行了结构优化,对各部分驱动元件完成了选型,最后对吸盘支撑轴的稳定性和强度进行了分析。（4）假定蒙皮形状,选定了可钻削点,利用MATLAB的机器人工具箱完成了轨迹规划,再利用ADAMS软件完成了钻孔的运动仿真,验证了设计的可行性。