随着国产大飞机C919项目的持续推进,以轻型自主移动机器人制孔系统为代表的轻型自动化装配系统已成为航空制造领域的研究热点之一。为实现轻型自主移动机器人制孔系统的自动化精确装配,本文在分析飞机产品连接孔工艺要求的基础上,结合机器人自身结构特点以及加工方式,针对机器人加工任务离线规划、复杂曲面自适应行走以及在线自适应定位与定姿等关键技术展开深入的研究。全文的主要研究内容如下:(1)阐述了轻型自主移动机器人制孔系统的工作原理,并在分析飞机产品连接孔的工艺要求的基础上,归纳总结了机器人加工任务的难点与关键技术需求,提出了机器人加工任务离线规划与在线自适应控制总体方案。(2)分析了多约束条件下机器人加工站位规划方法,并开发了自动分站规划算法,针对机器人的加工轨迹规划,提出了基于事件的机器人爬行轨迹规划方法与基于工艺约束的末端执行器轨迹规划方法。(3)研究了基于电机负载转矩反馈的复杂曲面自适应行走控制技术,确定了基于视觉检测的机器人定位识别方法以及视觉系统标定方法,并针对不同的基准特征形式,开发了相应的机器人定位检测算法,提出了机器人姿态在线自适应调整方案。(4)构建了试验验证平台,对离线编程系统和自适应控制策略进行了验证,试验结果表明:本文提出的机器人加工任务离线规划方法与在线自适应控制策略有效可行,能够满足轻型自主移动机器人制孔系统自动化精密装配的要求。