本发明公开了一种基于力控混联机器人的大型结构件加工装置，包括：无人搬运车，用于保证机器人的大移动行程；直线导轨，用于在无人搬运车停车时控制混联机器人的移动；平面两自由度混联机械臂，用于控制平面内两自由度运动；三自由度力控并联加工模块，用于控制一个移动自由度和两个转动自由度，并控制末端执行器上正压力。该装置将三自由度力控并联加工模块安装在平面两自由度混联机械臂末端配合无人搬运车，增大了机器人优质工作空间范围，一次装卡即可完成对全部型面的加工作业，有效提升加工作业效率，同时三自由度力控并联加工模块能够在加工作业时实现对末端执行器作用力的控制以保证加工质量。