機(jī)器人制孔終端執(zhí)行器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、機(jī)器人自動(dòng)制孔系統(tǒng)作為柔性加工設(shè)備,靈活性高,且成本低,既適用大批量生產(chǎn),又能快速適應(yīng)產(chǎn)品更換,適應(yīng)小批量或研制階段的裝配生產(chǎn),因此在國外航空制造領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,并開始顯現(xiàn)效益。而國內(nèi)機(jī)器人自動(dòng)制孔系統(tǒng)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用幾乎為空白,主要依靠引進(jìn)國外自動(dòng)鉆鉚機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)制孔功能。在此背景下,浙江大學(xué)飛機(jī)數(shù)字化裝配項(xiàng)目組自主研制開發(fā)一套基于飛機(jī)壁板制孔的機(jī)器人自動(dòng)制孔系統(tǒng),本文對制孔終端執(zhí)行器的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。
　　 第一

2、章闡述論文研究的背景和意義,總結(jié)飛機(jī)裝配中自動(dòng)制孔系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,在闡述機(jī)器人及其終端執(zhí)行器在飛機(jī)裝配中應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出論文的研究內(nèi)容。
　　 第二章首先闡述飛機(jī)壁板制孔工藝和要求,然后提出基于終端執(zhí)行器的機(jī)器人自動(dòng)制孔系統(tǒng),對制孔系統(tǒng)每個(gè)組成部分的結(jié)構(gòu)、功能和特點(diǎn)作了詳細(xì)的介紹,最后分析機(jī)器人自動(dòng)制孔系統(tǒng)的制孔工藝流程及其特點(diǎn)。
　　 第三章首先介紹終端執(zhí)行器進(jìn)給系統(tǒng)的控制原理,根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求提出基于

3、SynqNet總線技術(shù)的控制系統(tǒng),并詳細(xì)介紹系統(tǒng)中的硬件組成。然后根據(jù)進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)原理提出進(jìn)給軸的全閉環(huán)控制方式,并設(shè)計(jì)交流伺服控制系統(tǒng)中電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的PID控制器。最后介紹主軸電機(jī)的控制系統(tǒng)。
　　 由于制孔過程中工件的變形和振動(dòng)使得锪窩深度難以控制,第四章首先提出基于壓腳位置實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)給軸閉環(huán)控制系統(tǒng),將制孔過程中的壓腳位移等效于工件的變形量,并實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)竭M(jìn)給深度。同時(shí)設(shè)計(jì)低通濾波器,抑制壓腳的高頻振動(dòng)對位置控

4、制的干擾,以獲得精確的锪窩深度和良好的表面質(zhì)量.最后介紹該控制系統(tǒng)在Mecha Ware軟件中的實(shí)現(xiàn)過程。
　　 為了驗(yàn)證終端執(zhí)行器控制系統(tǒng)的可行性以及對锪窩深度的控制效果,第五章針對不同加工表面、不同壓緊力、不同規(guī)格刀具,設(shè)置多組實(shí)驗(yàn).根據(jù)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析得到,經(jīng)過壓腳位置實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)慕K端執(zhí)行器進(jìn)給系統(tǒng)能夠?qū)粮C深度誤差控制在0.02mm以內(nèi),并且使加工孔的圓度、表面光潔度以及加工效率等相比較手工制孔有了大大的改善。