由于固有刚度不足,机器人自动制孔系统在外部激励的作用下,会导致振动甚至颤振,严重影响加工质量。应用位置与刚度补偿技术对静刚度不足所造成的静态误差补偿效果较好,但对于工件薄壁振动,钻削振动和振动钻削附加振动引起的钻削系统耦合振动所造成的动态误差补偿效果不佳,因此需对机器人自动制孔过程中产生的振动进行有效控制。本文通过对国内外关于主动振动控制器与被动振动控制器研究现状的分析,提出了一种基于压电作动的变刚度半主动振动控制器;为其建立了动力学模型,并根据动力学模型精确设计了振动控制器结构;最后进行压电作动器变刚度控制。其主要研究内容如下:1、建立了机器人自动制孔系统被动振动控制器动力学模型;分析了振动控制系统参数对机器人末端执行器绝对位移传递率的影响;通过优化算法得出了振动控制器最优参数;在最优参数下验证了所建模型的准确性;并分析了被动振动控制器振动控制效果,为变刚度半主动振动控制器的设计做理论准备。2、在被动振动控制器的基础上加入变刚度半主动振动控制,以压电陶瓷材料作为驱动器改变动力吸振器刚度;建立了基于压电作动的变刚度半主动振动控制器模型;分析得到了动力吸振器最优刚度与外部激励频率的关系;采用中心差分法验证了其振动控制效果优于被动振动控制器。3、精确设计了基于压电作动的变刚度半主动振动控制器总体结构,并对每个零件进行具体的分析设计;对振动控制器中的弹性元件进行应力应变分析;最后分析了振动控制器各零件尺寸变化对振动控制器振动控制效果的影响,以确保所设计结构的最优性。4、为压电陶瓷材料的迟滞建立了数学模型;确定了其模型中的未知参数;并采用前馈补偿-PI反馈控制对压电作动器进行复合线性化控制;通过模拟仿真分析了控制方法的线性化程度。最后对本文所设计的基于压电作动的变刚度半主动振动控制器设计了联合仿真实验,实验验证了振动控制器结构的合理性与控制方法的实用性。