我国航空工业发展过程中,铝合金因其密度小、易加工成型、可靠性和耐腐蚀性好等一系列的优良特性,在飞机制造领域中应用广泛。然而由于材料的自身属性的影响,机器人钻削铝合金叠层构件制孔时容易产生毛刺等制孔缺陷,严重影响装配质量和效率。因此,本文采用机器人旋转超声钻削技术来实现其高效高质量加工,提出基于弱刚度环境下机器人旋转超声钻削毛刺高度的计算方法。并对钻削力、钻削毛刺及钻削工艺进行了系统性的研究,进行了将机器人旋转超声钻削技术应用于铝合金叠层构件制孔领域的研究。主要内容如下:（1）开展了机器人旋转超声钻削铝合金叠层构件钻削毛刺研究。研究了钻削过程中毛刺的产生机理,设计了机器人旋转超声钻削铝合金叠层构件实验研究,分析了加工参数、超声电流以及机器人位姿对钻削力与钻削毛刺高度的影响趋势。建立了机器人旋转超声钻削铝合金叠层构件的钻削力经验公式,并结合经典薄板弯曲理论和能量法,建立了钻削毛刺高度的计算方法。最后开展了验证实验,结果显示该计算方法的平均误差在8%以内,具有较高的精度。（2）开展了机器人旋转超声钻削铝合金叠层构件工艺参数优化研究。分析了几种常见的工艺参数优化方法的原理和适用范围。使用了粒子群优化算法作为本文优化方法并说明了粒子群算法的优化内容和计算流程。以毛刺高度为约束,建立了最优化数学模型,优化得到了实现加工效率最大化的最优机器人旋转超声钻削工艺参数。最后基于上述优化得到的工艺参数,进行了优化验证实验。实验结果表明所有的钻削孔周围的钻削毛刺,均满足航空制造企业对毛刺高度的要求。阐明了该优化算法的准确性与可行性。（3）开展了基于毛刺抑制的机器人旋转超声钻削铝合金叠层构件工艺路径规划研究。研究了常见的几种区域划分方式以及相应的最适合的钻头行进路线,计算了不同工艺规划方式下总的钻孔时间。并基于加工效率最大化选择了最优的区域划分方式以及相应的钻削路径。最后针对各种区域划分方式下的总钻削时间对比研究,结果显示:最优的工艺路径规划下加工时与单一参数加工整个区域所用时间对比总的钻削时间下降了7.9%。