在飞机部件数字化装配领域,蒙皮自动钻铆加工越来越普及,自动钻铆技术已成为航空制造领域中的一项重要技术。但是,随着飞机产品种类的增加、复杂度的提高以及对交付质量的严苛要求,很多飞机蒙皮产品无法采用自动钻铆装配,尤其是薄壁易变形曲面蒙皮,由于受自身重力、装夹力的影响,使得蒙皮实际装夹位姿以及外形轮廓与理论数模相差较大,难以采用传统的自动钻铆离线编程系统进行编程加工,所以当前的自动钻铆加工编程方式在一定程度上制约了自动钻铆技术的发展和应用。为了解决上述问题,本文对自动钻铆加工编程技术进行了研究,探索了一种适应实际飞机蒙皮形状的在线自动编程方法,采用在线检测示教方式,利用逆向拟合手段,重构实际蒙皮加工轨迹,重置实际蒙皮装夹位姿,进而后置处理生成加工程序,使得飞机蒙皮自动钻铆由基于数模的塑造性加工编程方式转变为基于实物的适应性加工编程方式,让自动钻铆装配对已变形的飞机蒙皮具有更好的适应能力,解决当前此类蒙皮无法自动钻铆或者自动钻铆质量差的问题。本文基于五轴并联自动钻铆机,重点研究了在线自适应测量与逆向重构技术、五轴并联钻铆机空间旋转变换算法以及多平台软件功能设计等,综合运用了西门子数控系统HMI二次开发技术、PLC控制技术、数据库技术及工业以太网通讯技术等,开发了一套五轴并联钻铆机在线逆向编程系统。本系统包括数控界面功能二次开发软件和上位集控软件,数控界面功能二次开发是基于西门子数控HIM Advance Program Package软件包及DDE服务器通讯协议,采用VB、C++两种开发语言进行设计,实现了法向检测调整、视觉找正及示教数据采集的人机界面与运动控制等功能;上位集控软件采用VB开发语言,运用了Auto CAD VBA技术进行设计,实现了前置运算、加工轨迹重构、后置运算、坐标系拟合变换及RTCP轨迹规划等数据运算处理,以及工艺编制、工艺模型、示教校验、程序生成、位姿修正及简易运动仿真等人机界面功能。实践应用表明,本文研究的五轴并联钻铆机在线逆向编程系统彻底解决了对无数模和薄壁易变形飞机蒙皮无法自动钻铆装配的问题,在运算控制精度、系统易操作性、稳定性等方面达到了使用单位要求,本系统技术较为先进,工作可靠稳定,可进一步推广应用。