碳纖維復(fù)合材料的機器人自動化制孔技術(shù)研究.pdf

1、飛機數(shù)字化裝配由于其高效率、高精度、節(jié)省人力成本等特點，成為當今航空制造業(yè)的發(fā)展方向，作為飛機數(shù)字化裝配中最重要的環(huán)節(jié)，飛機連接孔的加工質(zhì)量對飛機疲勞壽命具有關(guān)鍵性的影響。機器人自動化制孔系統(tǒng)由于其高度自動化、適應(yīng)性強和高集成度等優(yōu)勢，搭配激光跟蹤儀測量系統(tǒng)、移動平臺和終端執(zhí)行器等設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)航空材料高效率、高精度制孔，逐漸成為飛機連接孔加工的最佳解決方案，具有重大的工程應(yīng)用價值。從航空材料的發(fā)展來看，碳纖維復(fù)合材料逐漸取代傳統(tǒng)金屬材

2、料，越來越多地用作飛機結(jié)構(gòu)件，由于碳纖維復(fù)合材料的物理性能和機械加工性能與金屬材料有較大差別，因此其高精度加工工藝也是航空材料加工中的一個研究方向。本文結(jié)合重大國防軍工項目，構(gòu)建了一套用于加工飛機機翼碳纖維復(fù)合材料的機器人自動化制孔系統(tǒng)，并驗證了該系統(tǒng)應(yīng)用于實際工程的可行性。全文共分5章，基于機器人自動化制孔系統(tǒng)，對系統(tǒng)架構(gòu)、加工流程、定位實現(xiàn)及碳纖維復(fù)合材料的機器人制孔工藝進行研究。第一章介紹了孔加工對于飛機裝配的重要性，引出了本文研

3、究的機器人自動化制孔系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)，同時介紹了碳纖維復(fù)合材料在航空制造業(yè)中的應(yīng)用及國內(nèi)外對于碳纖維復(fù)合材料制孔的研究現(xiàn)狀。第二章對機器人自動化制孔系統(tǒng)的硬件、軟件及其工作原理進行分析，并形成了一套機器人制孔的工作流程，為實現(xiàn)飛機機翼碳纖維復(fù)合材料自動化制孔奠定了基礎(chǔ)。第三章主要研究了機器人自動化制孔系統(tǒng)的高精度定位實現(xiàn)及偏差修正理論，從機器人制孔系統(tǒng)各坐標系關(guān)系的建立、機器人運動精度及加工路徑規(guī)劃、位置偏差修正、法向偏差修正等方面進行