碳纖維復(fù)合材料的機(jī)器人自動(dòng)化制孔技術(shù)研究.pdf

1、飛機(jī)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(diǎn)，成為當(dāng)今航空制造業(yè)的發(fā)展方向，作為飛機(jī)數(shù)字化裝配中最重要的環(huán)節(jié)，飛機(jī)連接孔的加工質(zhì)量對(duì)飛機(jī)疲勞壽命具有關(guān)鍵性的影響。機(jī)器人自動(dòng)化制孔系統(tǒng)由于其高度自動(dòng)化、適應(yīng)性強(qiáng)和高集成度等優(yōu)勢(shì)，搭配激光跟蹤儀測(cè)量系統(tǒng)、移動(dòng)平臺(tái)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(jī)連接孔加工的最佳解決方案，具有重大的工程應(yīng)用價(jià)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(jī)結(jié)構(gòu)件，由于碳纖維復(fù)合材料的物理性能和機(jī)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(gè)研究方向。本文結(jié)合重大國(guó)防軍工項(xiàng)目，構(gòu)建了一套用于加工飛機(jī)機(jī)翼碳纖維復(fù)合材料的機(jī)器人自動(dòng)化制孔系統(tǒng)，并驗(yàn)證了該系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際工程的可行性。全文共分5章，基于機(jī)器人自動(dòng)化制孔系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)、加工流程、定位實(shí)現(xiàn)及碳纖維復(fù)合材料的機(jī)器人制孔工藝進(jìn)行研究。第一章介紹了孔加工對(duì)于飛機(jī)裝配的重要性，引出了本文研

3、究的機(jī)器人自動(dòng)化制孔系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)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(guó)內(nèi)外對(duì)于碳纖維復(fù)合材料制孔的研究現(xiàn)狀。第二章對(duì)機(jī)器人自動(dòng)化制孔系統(tǒng)的硬件、軟件及其工作原理進(jìn)行分析，并形成了一套機(jī)器人制孔的工作流程，為實(shí)現(xiàn)飛機(jī)機(jī)翼碳纖維復(fù)合材料自動(dòng)化制孔奠定了基礎(chǔ)。第三章主要研究了機(jī)器人自動(dòng)化制孔系統(tǒng)的高精度定位實(shí)現(xiàn)及偏差修正理論，從機(jī)器人制孔系統(tǒng)各坐標(biāo)系關(guān)系的建立、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)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(jìn)行