蒙皮件是构成飞机外形并要求有良好气动特性的一类零件,其加工和装配精度对飞机多项关键性能参数有着重要影响。由于蒙皮骨架在制造和装配中存在误差累积,按理论设计模型加工的无余量蒙皮无法满足装配要求,故在蒙皮加工阶段留出一定的工艺余量,用于在装配时与相邻蒙皮相互修切以消除所累积的误差。传统方法多采用人工对准划线,反复对比-修切方式去除这一余量。人工对准划线随机性大,且划线宽度约为1mm,在后续人工切边修型过程中易超差且一致性差。为此本文围绕机器人-立体靶标-外部测量系统标定、边界高精度有序提取和边界特征重构、蒙皮环形铣削切边路径生成与光顺、测量系统精度检验与加工验证实验开展研究,力求从根本上解决飞机蒙皮人工切边易超差、一致性差等问题,提升蒙皮制造和装配精度。主要成果如下:（1）研究手眼标定方程AX=ZB四元数形式下的封闭形式,推导以拉格朗日乘子法构建目标函数的变换矩阵旋转平移分步求解方法,研究李群李代数左乘扰动BCH（Baker-Campbell-Hausdorff）近似模型,构建全部数据投影到首次扫描位姿下测点质心的优化目标函数,并采用G-N（Gauss-Newton）迭代法对机器人-外部测量系统位姿参数进行非线性优化,实现机器人-立体靶标-外部测量系统的高精度标定。（2）研究基于点云三角网格化和区域生长法的点云边界粗提取算法,提出非凸多边形点云边界的有序精提取方法,建立参考蒙皮零件设计模型的边界参数化特征模板,设计参考零件模型的有序点云边界的分割和边界特征参数化重构算法,实现口盖类蒙皮边界的高精度有序提取,保证边界拐角特征的高精度重构。（3）研究基于划线区域提取/点云匹配的两种余量估计方法,分析邻域点集特征,实现空间曲线边界点云微分信息估计,研究加工过程每个加工路径上刀轴姿态的微调算法,提出结合加工工艺参数的蒙皮边界点向余量区域逐层偏置加工路径生成方法,实现口盖类蒙皮零件完整铣削切边路径的生成。（4）开展测量系统标定精度测试实验,结果表明测量系统单次测量精度优于±0.02mm,拼接测量精度优于±0.05 mm;开展蒙皮样件在位测量与仿真加工实验,验证数据处理算法和软件模块的正确性;开展蒙皮样件机器人铣削切边实验,结果表明加工系统1000mm航空铝合金直线切边精度为+0.3 mm,Φ300mm圆弧切边精度为±0.16 mm,并选用6种蒙皮样件进行实际加工测试,验证系统整体功能满足设计要求。