基于機(jī)器人技術(shù)的碳蒙皮結(jié)構(gòu)件制孔系統(tǒng)研究.pdf

1、航空航天對高強(qiáng)度、低密度復(fù)合材料的需求量很大，制孔加工是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)中急需解決的難題。本文研究的碳蒙皮制孔系統(tǒng)用于碳纖維復(fù)合材料等難加工材料制孔，其軸向切削力相對于傳統(tǒng)的鉆削過程顯著減小，具有很大的排屑和散熱空間，所采用的鏜銑制孔工藝能有效降低制孔時(shí)由于切削力過大引起的分層和撕裂等缺陷。
　　本文選用庫卡六自由度工業(yè)機(jī)器人作為制孔動(dòng)力頭的載體，可實(shí)現(xiàn)大范圍、快速和高精度的孔位定點(diǎn)。采用視覺對刀建立工件坐標(biāo)系和機(jī)器人坐標(biāo)系的變

2、換關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)快捷、準(zhǔn)確對刀。
　　本文開發(fā)的鏜銑制孔動(dòng)力頭通過電主軸公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)鏜銑制孔作業(yè)，通過導(dǎo)電滑環(huán)向公轉(zhuǎn)部件提供電連接。動(dòng)力頭的軸向進(jìn)給和徑向偏移采用伺服電機(jī)經(jīng)同步帶驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠的傳動(dòng)方案。在Solidworks軟件中設(shè)計(jì)了動(dòng)力頭虛擬樣機(jī)，進(jìn)行了干涉檢查和運(yùn)動(dòng)仿真分析，還通過有限元方法進(jìn)行了靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，根據(jù)分析結(jié)果對動(dòng)力頭進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　本文開發(fā)的碳蒙皮結(jié)構(gòu)件制孔系統(tǒng)的控制系統(tǒng)部分采用工