串联机器人的刚度较弱，在制孔应用中会产生弹性变形和振动，对孔的质量有很大影响。为了满足飞机制造中自动制孔的要求，必须要对机器人的刚度、阻尼以及钻削力模型等进行研究。本文从四个方面对机器人系统进行研究：1.采用修改的Denavit-Hartenberg方法建立坐标系，用微分变换法求出机器人雅克比矩阵。在机器人受力和变形已知的前提下，辨识出机器人的刚度矩阵和关节刚度值，并且进行了验证。2.建立包括阻尼的机器人的动态模型，分别采用对数衰减法和瑞雷阻尼模型求出机器人的关节阻尼和材料阻尼。仿真得到考虑关节刚度和阻尼的机器人的动态模型，最后对不同姿态下的机器人进行模态分析。3.从麻花钻副切削刃的法向前角出发，分段构造出端截面曲线。将端截面曲线沿螺旋线拉伸并与刀具锥面相交，得到麻花钻主切削刃的几何表达。采用斜角切削模型并结合被切削材料的属性对切削力进行建模和预测。4.通过实验，将测得的机械手固有频率、制孔的钻削力与预测的固有频率、切削力进行对比研究，验证所建立的机械手有限元动态模型和切削力模型的正确性。本文在研究机器人关节刚度和阻尼的基础上，建立制孔机器人的动态模型和有限元模型，在麻花钻主切削刃的几何模型基础上建立钻削力模型，并对机器人的切削力与固有频率进行分析和实验对比。结果表明建立的机械手动态模型和切削力模型可以反映制孔机器人加工时的动态特性，可以为制孔工艺选择和运动规划等提供依据。