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文檔簡介
1、飛機制造過程中,零部件的表面噴涂是非常重要的環(huán)節(jié),涂層質量和噴涂效率是制造商們專注研究的問題。目前,國外先進航空制造業(yè)已經開始利用噴涂機器人來完成噴涂作業(yè),這既避免了噴涂環(huán)境對于人體的傷害,又極大地提高了噴涂質量和效率。然而國內飛機制造廠商依然采用傳統手工噴涂的方式,近幾年,隨著機器人技術的迅速發(fā)展,利用噴涂機器人代替人工手動噴涂已經成為國內航空制造業(yè)的發(fā)展趨勢。本文以一款自主研發(fā)的混聯機翼噴涂機器人為研究對象,以國產大飛機C919水平
2、尾翼為噴涂對象,對機器人噴涂的關鍵技術——軌跡規(guī)劃和控制系統開發(fā)展開了研究,主要研究內容如下:
首先,分析了旋杯式靜電噴涂的工作原理,基于有限范圍分布模型下的??分布建立了靜電旋杯噴涂沉積厚度模型,根據厚度模型對噴涂過程中影響涂層質量的工藝參數進行了仿真分析,最終確定了適合機翼噴涂的各項參數取值。
其次,針對機器人離線編程技術展開研究。將噴涂軌跡規(guī)劃研究和成熟的數控加工編程技術結合起來,提出了基于CAD/CAM技術的
3、軌跡規(guī)劃方式;同時針對工件模型的特殊文件格式,在VS2010平臺下,以C++為開發(fā)語言,自主開發(fā)了基于工件STL模型的軌跡規(guī)劃軟件;經過仿真分析,通過兩種不同方式制定的噴涂軌跡都光滑連續(xù),覆蓋了整個機翼表面,驗證了兩種軌跡規(guī)劃方式的可行性,同時也說明自主研發(fā)的軌跡規(guī)劃軟件可以滿足機翼噴涂的需要。
然后,分析了機器人后置處理的原理與任務,對噴涂機器人運動學展開研究,將噴涂機器人中的混聯部分等效成串聯機構,基于D-H法建立了混聯機
4、翼噴涂機器人的運動學正逆解模型,以此為基礎開發(fā)了后置處理軟件;對機器人進行了運動仿真分析,將后置代碼作為機器人模型各軸的驅動輸入值,得到了機器人末端位姿信息,通過和噴涂軌跡點進行對比,驗證了后置處理系統的準確性。
最后,制定了“工控機+運動控制器+信號放大器”的運動控制方案,設計輸調漆系統和安全保障系統方案,并開發(fā)了運動控制軟件和系統監(jiān)控軟件;完成了系統伺服參數整定工作,聯動測試系統響應性能,分析響應曲線,驗證了控制系統良好的
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