陶瓷基复合材料蒙皮骨架结构连接孔是航天器舱段装配连接的关键部位,其孔位精度和加工质量直接影响航天器舱段装配连接的可靠性。传统人工钻孔耗时耗力且难以保证孔的质量,大型专用机床虽具有良好的加工质量,但其安装空间大、灵活性差,难以满足外形复杂的航天结构件加工需求。因此,本文提出了一种基于工业机器人的陶瓷基复合材料旋转超声制孔方法,并针对机器人机械刚度低而易产生变形、陶瓷基复合材料制孔质量差等问题,深入研究了面向刚度的机器人位置误差补偿和陶瓷基复合材料制孔质量优化等关键技术,以保证连接孔的位置精度和加工质量。本文首先研制了一种集旋转超声制孔、孔径测量、送钉、插钉等功能于一体的多功能末端执行器,在此基础上,构建了一套基于工业机器人的陶瓷基复合材料旋转超声制孔系统,并对其结构组成做出详细介绍。进而结合实际应用场景,制定了机器人旋转超声制孔技术路线,并对其具体工艺流程做出分析。为了实现机器人准确定位,建立了系统完整的坐标系体系,并给出了工具坐标系和工件坐标系的具体标定方法。针对工业机器人在压脚压紧力作用下由于结构变形引起的压脚沿工件表面滑移问题,提出一种基于机器人刚度模型的压脚滑移补偿方法,用于进一步提高机器人制孔的位置精度。采用D-H方法建立了KUKA KR600机器人的运动学方程,并通过深入研究机器人末端的平移变形与压脚压紧力之间的关系,建立了压脚约束下的机器人刚度模型。在此基础上,提出了基于L-M算法的机器人关节刚度辨识方法,并通过关节刚度辨识实验获得了机器人的关节刚度。基于压脚约束下的机器人刚度模型,提出了机器人滑移变形预测和补偿方法,并通过实验验证了该方法的有效性。进而结合机器人旋转超声制孔系统,提出了基于DELMIA软件的制孔程序离线补偿方法,用于离线补偿由机器人滑移变形产生的位置误差。针对陶瓷基复合材料旋转超声制孔中存在的加工质量问题,进行了陶瓷基复合材料制孔质量优化研究。分析了陶瓷基复合材料制孔缺陷及其形成机理,并提出一种撕裂缺陷的定量评估方法。开展了工艺参数对制孔质量影响规律的正交试验并优选了加工工艺参数。基于最优加工参数,进一步开展刀具磨损试验,结果表明,在刀具寿命内,采用优选参数后的制孔缺陷和制孔精度都满足容限要求。进而结合实际生产需求,提出了一种满足缺陷容限要求的最大制孔效率实现策略。