在航空制造领域,基于工业机器人的柔性装配钻铆技术凭借其高效率、高质量和高可靠性等显著优势,已成为飞机数字化柔性装配的重要发展趋势。自动钻铆末端多功能执行器作为机器人柔性装配系统的核心部件之一,其性能对产品加工质量有着直接的影响。本文针对飞机复合材料部件的加工设计了一款自动钻铆多功能末端执行器,并利用有限元法对设备静态、瞬态、模态性能进行全面的有限元分析,校核优化其结构。针对设备驱动系统,通过分析其动态响应性能提高其加工节拍。最后通过相关实验平台验证了加工效果。本文主要研究内容如下:(1)提出了针对复材垂尾部件自动钻铆多功能末端执行器的总体方案。详细分析了加工对象的需求以及工作流程,完成了系统机械结构和控制系统架构的设计规划;(2)在详细分析各个模块机械结构的基础上,结合对设备加工工况的分析,通过有限元仿真手段对结构进行了校核,并在此基础上对主要结构了轻量化改进;(3)通过仿真和实验方法对末端执行器的模态特性进行了研究,获得了设备的模态参数,并据此提出了对设备刚度的修改策略,为工艺参数优化提供了基础;(4)分析了末端执行器主要驱动结构的动态性能,并对电机的驱动参数进行了优化,同时对末端执行器的加工节拍进行了仿真分析。应用上述研究成果,在机器人自动钻铆生产线上进行了实验验证,实验结果表明优化后的末端执行器结构更加合理,加工性能满足设计要求。