機器人制孔壓緊力研究.pdf

1、飛機數(shù)字化裝配是飛機制造的重要環(huán)節(jié)，飛機構(gòu)件連接孔的質(zhì)量對裝配精度和裝配質(zhì)量起著重要作用。隨著飛機壽命、氣動效率等性能指標(biāo)的提升，傳統(tǒng)的手工制孔，制孔精度和制孔效率已經(jīng)不能滿足飛機裝配的要求。機器人制孔技術(shù)憑借著高精度和高效率，逐步取代手工制孔，成為飛機制孔的重要方式。
　　機器人末端執(zhí)行器剛度較弱，制孔時易發(fā)生變形，產(chǎn)生振動。一般在末端執(zhí)行器上集成壓腳裝置，提高剛度性能，抑制振動。根據(jù)制孔系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，建立機器人制孔姿態(tài)下的剛

2、度模型。分析壓腳裝置的氣動關(guān)系，根據(jù)氣體方程，建立機器人位移和氣缸壓強的關(guān)系。將工件等效成剛體，將機器人簡化成質(zhì)量-彈簧-阻尼模型，推導(dǎo)機器人制孔系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和動剛度表達式。通過錘擊法測量機器人制孔系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比，計算系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，仿真不同壓緊力下的動態(tài)響應(yīng)曲線。壓緊力可以有效的增大機器人制孔系統(tǒng)的動剛度，提升系統(tǒng)的剛度和阻尼性能。
　　機器人制孔系統(tǒng)加工疊層工件時，為抑制層間毛刺的生長，壓腳裝置施加壓緊力，抑制層間間

3、隙。分析疊層工件層間毛刺的產(chǎn)生原理，建立層間毛刺高度和層間間隙的關(guān)系。將疊層工件簡化成固支梁模型，分析壓緊力對層間間隙的影響。考慮工件厚度和壓緊力因素，設(shè)計響應(yīng)面實驗，通過有限元數(shù)值仿真獲取層間間隙，構(gòu)建響應(yīng)面模型。結(jié)合工件厚度和無毛刺的要求，精確預(yù)測壓緊力。實驗表明，隨著壓緊力的增大，層間毛刺逐漸減小。采用預(yù)測的壓緊力，層間毛刺高度均低于0.1mm，滿足無毛刺的制孔要求。基于有限元的壓緊力預(yù)測方法，實現(xiàn)了壓緊力的快速準(zhǔn)確預(yù)測，為機器人