数字化、柔性化装配技术代表未来飞机装配技术发展的方向。在传统的机翼、垂尾装配中,姿态测量与测量点打制分别由特别设计的水平测量点指示器和弹簧打点器实现,不仅精度不高,而且难于实现柔性化。本文根据多型号机翼、垂尾装配系统研制的需要,提出一种基于工业机器人的能够满足多种型号机翼、垂尾姿态测量与测量点打制的系统设计方案,并在其工艺动作设计、机械结构设计、运动轨迹规划等方面进行具体的研究和分析。全文共分为六章。第一章首先对大部件姿态测量技术进行综述并进行优缺点比较;接着对机翼、垂尾的装配流程和工业机器人的应用现状进行分析;最后指明本文的研究背景、意义和研究内容。第二章介绍系统的总体设计方案。首先阐述水平测量点高度数据用于机翼、垂尾姿态测量的原理;接着通过分析测量点检测和测量点打制在工艺过程上的相似性,巧妙利用工业机器人的柔性实现“一机双能”,并通过引入机器人“第7轴”扩大机器人的工作范围,最终形成以机器人及其第7轴为运动主体,以位移传感器和气缸打点器为执行工具的系统总体设计方案。第三章依次对系统各组成部分进行机械结构设计和选型计算分析;并对系统作业精度进行理论上的分析和计算。第四章在进行机器人运动学反解时,通过对机器人部分关节引入运动约束,推导了一种比常规矩阵算法更简便的几何算法;利用基于该算法的Matlab程序生成了机器人运动仿真文件,并导入COSMOSMotion软件进行了测量点检测作业过程的运动学仿真。第五章进行测量点打制试验;通过引入冲击隔离器对机器人工作过程瞬间的冲击过载进行保护,并基于试验研究设计了一种冲击隔离器。第六章给出本论文的结论和进一步研究的展望。