面向复杂曲面的多关节工业机器人精密自动制孔是利用控制多关节工业机器人的运动带动制孔工具对复杂曲面零件进行制孔加工的过程。面向复杂曲面的多关节工业机器人精密自动制孔技术在国内起步较晚,在这方面的技术研究还在起步阶段,而国外在此技术领域的应用已经较成熟,对机器人精密自动制孔的研究有助于填补国内技术空白,加快追赶国外技术成熟国家的发展脚步,对我国的制造业制孔技术发展有重要意义。本文以面向复杂曲面的多关节工业机器人精密自动制孔技术为研究对象,利用理论分析、仿真模拟以及实验验证等方法,对多关节工业机器人精密自动制孔的定位、制孔路径、两点间高效平缓运行以及孔大小精度几个相关技术问题展开了深入的研究,并通过试验的方法对所研究的理论问题进行了验证。本文首先对复杂曲面孔的加工特性分析,对比分析了常用的复杂曲面孔加工方法,建立了面向复杂曲面的多关节工业机器人精密自动制孔问题模型。针对问题模型,本文首先对多关节机器人精密自动制孔精确定位方法进行研究,阐述了机器人精密自动制孔精确定位的原理,并对加工系统中涉及到的坐标系进行了描述,对多关节工业机器人空间运动坐标系的转换方法进行了理论分析,并重点对系统工具坐标系、工件坐标系的标定原理进行了论述,采用逆向工程的标定方法,对标定过程进行了详细论述。为了寻找最短最有效率的制孔路径,对复杂曲孔的加工路径规划方法进行了研究,在分析了常用的几种机器人路径规划的算法后,引出了实现路径最短规划的方法,首先基于CAD模型提取待加工孔的信息,分析了一些存在的路径约束,并重点研究了利用改进蚁群算法对曲面零件自动制孔的路径规划方法,结合仿真实例验证算法的可行性。为了研究机器人两点之间运动最佳的方式,对机器人空间运动轨迹规划方法进行了研究,分别对轨迹规划的关节空间规划及笛卡尔空间规划的方法进行了分析描述。为了提高制孔系统的制孔精度,本文对机器人反向间隙进行了研究,分析了多关节机器人反向间隙产生的及其对制孔加工的影响,并对反向间隙补偿方法进行了研究。本文在上述研究的基础上,搭建面向复杂曲面的多关节工业机器人精密自动制孔系统,在对曲面进行制孔时,制孔高度自动化,效率高,使制孔定位精度可达0.5mm以内,大小精度在0.05mm内。