在飞机的装配过程中,飞机结构件之间的连接通常以机械连接为主,而连接孔的加工质量对于提高连接精度、保证飞机使用的安全性及使用寿命有着非常重要的影响。为提高飞机装配的质量和效率,可采用自动化制孔设备改善连接孔的加工精度和质量。在国外,自动化制孔设备和技术的研究开发已经达到了比较先进的水平。而在国内仍然大量沿用手工制孔,但是传统的手工制孔方法由于费时、制孔质量不稳定等缺点,无法满足飞机装配过程中对于装配效率和紧固孔质量的高要求,因此自动化制孔设备在制孔中的应用是改善连接孔质量的必然趋势。本文首先概述了在飞机数字化装配过程中,国内外自动化制孔技术的发展现状。然后针对大型飞机机身段壁板对接面区域的高质量制孔要求,介绍了一套应用于飞机机身段壁板对接面区域制孔的环形轨自动化制孔系统。详细介绍了该系统的结构组成、各部件功能,并针对系统的软硬件设计、法矢修正和孔位修正等关键技术进行了分析研究。环形轨自动化制孔系统的法矢修正过程采用四个激光位移传感器以非接触测量的方式测量得到待加工孔周围四点坐标,构造平行四边形,并计算该平行四边形的法矢来替代待加工孔的法矢。根据该法矢与刀具方向向量的夹角对环形轨自动化制孔系统的末端执行器的位姿进行调整,使得刀具垂直于制孔区域的壁板,保证制孔质量。孔位修正方法首先利用激光位移传感器测距并计算得到四个基准孔的法矢,然后根据法矢和基准孔的位置坐标构造各基准孔切矢。最后,结合环形轨自动化制孔系统中的视觉测量系统获取的基准孔的孔位误差,通过插值Coons曲面的方法得到待加工孔的孔位误差向量,并补偿至孔位的理论坐标,实现孔位修正。利用筒状飞机机身壁板模型对文中所述的法矢计算方法和孔位修正方法进行了验证。结果表明,文中所述的法矢计算方法得到的结果几乎完全等价于理论法矢。文中所述的孔位修正方法与线性插补方法相比,由于综合考虑了壁板的外形表面曲率变化因素,孔位修正精度较高,较好保证了飞机机身段壁板对接面区域制孔的几何精度要求。