近年来,自动钻铆技术由于其极高的装配效率和出色的铆接质量控制能力,在飞机装配中得到了广泛应用。随着飞机装配中对铆接装配效率、铆接工艺规划的要求越来越高,发展先进的数字化自动钻铆技术势在必行,而离线编程技术即是其中一个重要环节。本文对五轴自动钻铆系统离线编程涉及的运动学求解、铆接路径规划、数控程序生成等关键技术开展了深入研究,开发了一套自动钻铆离线编程系统,主要研究内容如下:1)提出了一种基于铆接质量控制的铆接路径规划方法。对四铆钉直列铆接过程进行有限元仿真,分析影响铆接质量的各个因素,提出了一种最优铆接顺序评价方法,确定了四铆钉直列铆接的最佳铆接顺序。在局部铆接顺序优选的基础上,建立了区域铆接路径规划模型,提出了基于蚁群算法的区域间铆接路径优化方法,在全局层面进一步对铆接路径进行优化;2)提出了一种基于旋量理论的自动钻铆系统运动学逆解算法。采用指数积运动学模型进行机床运动学建模,对机床进行了运动学正解和逆解,通过目标点位置信息求得机床各轴的运动变量。采用基于CAA的CATIA二次开发方法对自动钻铆过程进行了模拟仿真,通过实验验证,证明了仿真过程的高精度和有效性;3)对CATIA刀位文件和自动钻铆数控程序的结构进行了分析,依据其各自结构特点,建立了刀位文件和自动钻铆数控程序之间的映射规则,在此映射规则的基础上,提出了一种自动钻铆程序生成方法,实现了刀位文件向自动钻铆数控程序的转换。在上述内容的研究基础上,对五轴自动钻铆离线编程系统进行了设计开发,对系统各功能模块的实现进行了详细论述。对机翼壁板自动钻铆离线编程进行了实例验证,应用实践表明,本文所设计的系统能够顺利完成机翼壁板的自动钻铆离线编程任务,达到了设计要求,为自动钻铆离线编程系统的开发提供了技术示例。