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自动钻铆系统具有高精度,高效率的特点,因此被广泛应用于飞机自动化装配中。自动钻铆过程中,自动钻铆系统需要满足调姿定位的运动平稳性以及制孔和铆接过程中良好的加工性能。本文以一种具有冗余自由度的混联式自动钻铆机为研究对象,对其运动轨迹规划进行深入研究。论文研究内容包括:(1)开展了基于D-H方法的混联式自动钻铆机运动学位置研究。采用D-H方法建立混联式自动钻铆机上、下末端运动学模型,基于虚设机构法和D-H方法建立了非对称少自由度并联托架运动学模型,获得了混联式自动钻铆机的运动学解析解。针对混联式自动钻铆机具有冗余自由度的特点,提出了一种解耦的运动学位置反解策略,并通过实验验证了运动学位置正反解的正确性。(2)研究了基于环路方程法的混联式自动钻铆机速度和加速度分析问题。针对混联式自动钻铆机具有冗余驱动特性的并联托架,将虚设机构法和环路方程法两者相结合,对其进行速度和加速度分析,采用影响系数法分析串联上、下末端的速度和加速度,得出了混联式自动钻铆机速度、加速度模型,并采用仿真算例验证自动钻铆机运动学速度和加速度方程的正确性。(3)提出了基于钻铆方向刚度最优的混联式自动钻铆机姿态优化,并对自动钻铆机相邻钻铆点间的运动轨迹进行规划。考虑了冗余驱动和约束力对刚度的作用,建立了并联托架全刚度模型和简化的串联上、下末端刚度模型,并进行了关节刚度辨识。选取一个评价自动钻铆机在钻铆加工时的刚度性能的指标,并以此为优化目标,提出了混联式自动钻铆机的钻铆姿态优化算法。采用5次多项式对混联式自动钻铆机进行关节空间轨迹规划。通过某飞机壁板类实例验证,基于钻铆方向刚度最优的钻铆姿态优化算法可有效减少自动钻铆机的变形,提高钻铆精度,对优化后的钻铆点位姿和给定的钻铆路径进行轨迹优化,可有效提高自动钻铆机的加工效率。