为了满足现代飞机高寿命、高装配质量及装配效率的要求,应用自动化设备进行精密制孔是一个重要的途径。在国外,自动制孔技术和设备的开发与应用已经达到了较高的水平,而国内仍然大量沿用手工制孔方法,传统的手工制孔已经无法满足高质量紧固孔及高装配效率的要求,必须应用自动化设备解决。在此背景下,本文构建了一套应用于大飞机机身对接区域的环形轨自动化制孔系统,针对系统的软硬件、运动学方程的求解、法矢修正等关键技术进行分析研究。首先综述了飞机数字化装配中自动化制孔技术的研究与发展现状,着重分析柔性轨道自动制孔技术在国内外的研究及应用现状。然后架构了一套环形轨自动化制孔系统,详细介绍了环形轨自动化制孔系统的机械结构及各个部件的功能,并提出了此系统的性能指标。明确环形轨自动化制孔控制系统设计要求后,架构了一套基于SynqNet现场总线的环形轨自动化控制系统,并给出了系统硬件网络总体结构图。在硬件构架的基础上,开发了环形轨自动化制孔控制系统软件,并详细说明了软件的模块划分及功能。为了实现环形轨系统的自动化制孔,需要构建环形轨制孔系统坐标系,并且实现轴关节参数与产品坐标系两者之间的相互转换。介绍了运动学方程的建模,详细阐述了环形轨运动学方程的正反解过程,说明了建站过程及原理,对法矢修正技术进行了描述。针对环形轨自动化制孔系统精度问题,对环形轨自动化制孔系统进行了各个单轴及空间重复定位精度测量,并检测了第四章的坐标系正反解算法的精度,探索了精度优化探索方案。最后,基于环形轨自动化制孔试验系统平台进行了制孔试验,试验结果表明,窝深控制精度优于0.02mm,法向精度优于±0.5°,制孔效率为3-5孔/分钟,大幅提高飞机壁板的装配质量,证明了环形轨自动化制孔系统的实用性和先进性。