壓腳對機(jī)器人制孔影響的試驗研究與分析.pdf

1、飛機(jī)裝配技術(shù)和水平充分體現(xiàn)了一個國家航空制造業(yè)核心競爭力的高低，也對飛機(jī)的壽命有著重要的影響。飛機(jī)裝配勞動量約占飛機(jī)制造總勞動量的一半，甚至更多。飛機(jī)裝配中有大量的鉚釘孔、螺栓孔需要加工，目前的人工制孔方法和效率嚴(yán)重阻礙了飛機(jī)的裝配效率。自動化制孔是飛機(jī)裝配制孔必然發(fā)展趨勢，包括自動鉆鉚機(jī)、柔性軌、機(jī)器人等。制孔質(zhì)量，包括粗糙度、锪窩深度是飛機(jī)上制孔質(zhì)量的兩個重要衡量指標(biāo)。本論文結(jié)合國防重大軍工項目，通過理論分析和試驗研究等方法，對機(jī)器

2、人制孔終端執(zhí)行器中的壓腳在制孔中的作用進(jìn)行了深入的研究和分析，得到了壓腳對制孔質(zhì)量的影響關(guān)系。
　　論文首先在分析飛機(jī)裝配中制孔的重要性及發(fā)展自動化制孔技術(shù)必要性的基礎(chǔ)上，論述了目前自動制孔技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，主要闡述了自動鉆鉚機(jī)、環(huán)形軌及工業(yè)機(jī)器人，對比分析了每種技術(shù)的特點及其適應(yīng)對象，提出了機(jī)器人制孔存在的問題。在以上分析的基礎(chǔ)上提出了本論文的研究內(nèi)容及論文研究框架。
　　壓腳在機(jī)器人制孔中起著至關(guān)重要的作用。若要分析壓腳的

3、作用及其對制孔精度的影響，需首先了解機(jī)器人制孔工藝相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。論文在第二章介紹了機(jī)器人制孔試驗系統(tǒng)構(gòu)成、工業(yè)機(jī)器人的特點，及其制孔終端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計和壓腳的電氣控制設(shè)計?；谝陨辖Y(jié)構(gòu)的論述，詳細(xì)闡釋了保障機(jī)器人制孔精度所采用的關(guān)鍵技術(shù)。
　　壓腳的第一個作用是增強(qiáng)機(jī)器人剛度，提高機(jī)器人制孔過程中的穩(wěn)定性。工業(yè)機(jī)器人是一個懸臂梁結(jié)構(gòu)，在受到壓腳壓力時必然發(fā)生變形。為了既降低機(jī)器人變形的影響，又保障制孔精度，分析了

4、機(jī)器人在幾種典型制孔位姿下，其變形隨壓腳壓力變化趨勢，包括間斷施加壓力和持續(xù)施加壓力，得到了剛度較強(qiáng)的機(jī)器人制孔姿態(tài)。壓腳的第二個作用是控制锪窩深度，但是壓腳本身又會引起窩深誤差，論文采用理論分析和試驗驗證的方法，研究了包括工件的幾何形狀、壓腳的幾何形狀和工件的變形等因素對窩深的影響，為壓腳幾何形狀提出了設(shè)計要求，為锪窩深度的精確控制提出了指導(dǎo)性結(jié)論。
　　在分析壓腳對機(jī)器人變形、锪窩深度影響的基礎(chǔ)上，通過試驗研究了壓腳壓力對制孔