Um dem stetig wachsenden Bedarf an Verkehrsflugzeugen gerecht zu werden, müssen diese in immer kürzerer Zeit produziert werden. Die mechanische Bearbeitung von Großstrukturen ist dabei ein wichtiger und komplexer Teil der Fertigungskette. Aktuell verwendete, individuelle und große Sondermaschinen sind in ihrer Produktivität stark limitiert und bringen Nachteile hinsichtlich der Flexibilität, der Investitionskosten und des Platzbedarfs mit sich. Eine vielversprechende Alternative zur Überwindung derzeitiger Grenzen bieten universell und parallel einsetzbare mobile Roboter. Da aktuelle Systeme nicht für die mechanische Fräsbearbeitung konzipiert sind, wurde ein dahingehend optimiertes Gesamtsystem entwickelt, aufgebaut und nach Ausarbeitung einer Analysemethodik bezüglich der Genauigkeit untersucht. Dabei konnte die generelle Prozessfähigkeit bestätigt werden. Darauf aufbauend wurden Methoden zur Referenzierung mobiler Roboter ausgewählt, entwickelt und optimiert. Im Rahmen von Validierungsversuchen im 1:1-Maßstab konnte schließlich eine Bearbeitungsgenauigkeit an Großstrukturen im Bereich von wenigen zehntel Millimetern nachgewiesen werden.