面向飛機(jī)自動化裝配的混聯(lián)機(jī)器人設(shè)計.pdf

1、數(shù)字化柔性裝配是飛機(jī)制造史的重大技術(shù)革新,將飛機(jī)制造業(yè)帶入全自動化生產(chǎn)時代。作為前沿技術(shù)發(fā)展方向,近年來,基于工業(yè)機(jī)器人的飛機(jī)自動化裝配技術(shù)成為國內(nèi)外航空制造領(lǐng)域的研究熱點。目前,國內(nèi)研制成功的機(jī)器人自動化裝備多為基于關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人平臺,但因其結(jié)構(gòu)剛性和定位精度較差,制約了飛機(jī)自動化裝配精度的進(jìn)一步提高?；炻?lián)機(jī)器人,由于具備高剛度、高精度、工作空間大和靈活性好等技術(shù)優(yōu)勢,在學(xué)術(shù)界與工業(yè)界受到廣泛關(guān)注并已成功應(yīng)用于國外飛機(jī)制造企業(yè)。

2、r>　　本文結(jié)合飛機(jī)自動化裝配技術(shù)發(fā)展需求,針對混聯(lián)機(jī)器人的構(gòu)型設(shè)計、運動學(xué)分析、空間軌跡規(guī)劃、控制系統(tǒng)開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)展開深入的研究,主要研究內(nèi)容如下:
　　1)根據(jù)混聯(lián)機(jī)器人的設(shè)計特點及飛機(jī)裝配工藝需求,從機(jī)器人并聯(lián)結(jié)構(gòu)的自由度性質(zhì)和約束方程兩方面對兩種三自由度面對稱3-SPR并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行對比,分析得到適用于飛機(jī)裝配的3-SPR機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型,并確定混聯(lián)機(jī)器人構(gòu)型。
　　2)針對混聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點,建立機(jī)器人位置逆解模型,

3、包括串聯(lián)模塊位置逆解和并聯(lián)模塊位置逆解。利用閉環(huán)矢量法建立機(jī)器人動平臺速度與驅(qū)動支鏈速度間的映射關(guān)系,得到速度雅克比矩陣。利用雅克比矩陣對機(jī)器人奇異位形進(jìn)行分析,得到機(jī)器人在工作空間內(nèi)無奇異的重要結(jié)論。
　　3)在完成機(jī)器人尺度參數(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)上,對混聯(lián)機(jī)器人主要運動副結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計并構(gòu)建混聯(lián)機(jī)器人三維模型。根據(jù)三維模型,利用有限元分析方法對機(jī)器人典型姿態(tài)下的靜剛度特性進(jìn)行分析。
　　4)根據(jù)混聯(lián)機(jī)器人在飛機(jī)裝配中的運動特點,對