飞机大部件精确制孔问题关系到飞机装配质量、效率、寿命等多个方面,一直以来都是飞机装配过程中的重要环节。以飞机机身段对接为例,存在着制孔范围大、制孔数量多(约6000个铆钉孔)、制孔难度高等问题。在此背景下,课题组基于柔性轨道制孔技术,提出了一种新型柔性便携式多轴数控制孔设备—环形轨道制孔系统。本文主要对环形轨道制孔系统的机械结构、运动学和整机动、静态特性等内容展开研究。首先,综述了国内外自动化制孔技术及装备的研究和应用现状,分析了国内外柔性轨道制孔技术研究和应用现状,基于柔性轨道制孔技术,提出了一套集成计算机控制技术、激光测量技术和离线编程技术的环形轨道制孔系统,该系统在飞机数字化装配中可实现制孔的高质量、高效率和柔性需求。针对机身对接段环形区域自动制孔的实际需求,提出了环形轨道制孔系统的功能需求和技术要求,对环形轨道制孔系统各个组成部件的结构及功能作了详细阐述并介绍了整机工作的具体过程。根据自动化制孔的应用需求分析,基于Denavit-Hartenberg方法建立了环形轨道制孔系统的运动学模型,推导出了机构的运动学方程并进行验证。最后,基于有限元软件ABAQUS,建立了整机的有限元模型,并对系统定位的预紧力进行了分析计算,提出了一种改善结构受力变形、提高制孔精度的定位方案。同时为得到了整机的前15阶的振型、固有频率以及在简谐力作用下各方向的位移峰值,完成了系统的模态分析和谐响应分析,从而找出环形轨道制孔系统结构的薄弱环节,为其进行结构的优化设计提供了改进方向,使环形轨道制孔系统具有更好的动态特性。