雙機(jī)器人氣動(dòng)鉚接若干關(guān)鍵技術(shù)及其在機(jī)身壁板裝配中的應(yīng)用.pdf

1、目前，在飛機(jī)鉚接裝配領(lǐng)域，自動(dòng)化鉚接方式已逐步取代傳統(tǒng)的人工氣動(dòng)鉚接。鉚接技術(shù)與設(shè)備直接影響飛機(jī)組部件的鉚接裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響飛機(jī)的安全可靠性和疲勞壽命。作為大型自動(dòng)壓鉚機(jī)、電磁鉚等設(shè)備與技術(shù)的補(bǔ)充，機(jī)器人氣動(dòng)鉚接集成了氣動(dòng)鉚槍輕便易用和工業(yè)機(jī)器人操作靈活的主要優(yōu)點(diǎn)，可以用來(lái)完成機(jī)身壁板的鉚接裝配。本文闡述了雙機(jī)器人氣動(dòng)鉚接系統(tǒng)的任務(wù)對(duì)象、工藝需求和系統(tǒng)布局，擬定了鉚接工藝流程，并對(duì)雙機(jī)器人氣動(dòng)鉚接系統(tǒng)的構(gòu)建、施鉚工藝、動(dòng)力學(xué)特性及其在

2、大飛機(jī)機(jī)身壁板裝配中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。主要的創(chuàng)新點(diǎn)包括:
　　針對(duì)鉚槍-機(jī)器人子系統(tǒng)，根據(jù)鉚槍最大后座力，提出鉚槍-機(jī)器人子系統(tǒng)滿足鉚接工藝需求（如不打空槍、持續(xù)進(jìn)給）的設(shè)計(jì)方法。針對(duì)頂鐵-機(jī)器人子系統(tǒng)，建立周期脈沖力作用下的兩自由度動(dòng)力學(xué)模型，利用主動(dòng)最優(yōu)控制算法對(duì)頂鐵-機(jī)器人系統(tǒng)的減振隔振優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行求解。針對(duì)機(jī)身壁板鉆鉚點(diǎn)法矢實(shí)時(shí)測(cè)量計(jì)算問(wèn)題，提出一種四點(diǎn)確定鉆鉚點(diǎn)法矢的線性算法，并基于微分幾何基礎(chǔ)理論給出該方法的精度估

3、計(jì)。
　　將鉚釘塑性成形和鉚孔冷脹分別近似為金屬塑性成形中的圓柱鐓粗和厚壁圓筒問(wèn)題，提出一種與干涉量相關(guān)聯(lián)并且能夠適應(yīng)不同幾何尺寸和不同材料特性單個(gè)鉚釘鉚接總能量的彈塑性力學(xué)近似解法。分析氣動(dòng)鉚接初期可能出現(xiàn)的鉚釘打彎現(xiàn)象，將其歸結(jié)為鉚釘桿的彈塑性動(dòng)力屈曲問(wèn)題并予以求解，提出自動(dòng)化氣動(dòng)鉚接沖擊能量控制方法。
　　建立雙機(jī)器人/雙人兩種氣動(dòng)鉚接系統(tǒng)的多自由度連續(xù)非光滑碰撞振動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型，并基于半隱式二級(jí)三階龍格-庫(kù)塔方法對(duì)模型

4、進(jìn)行數(shù)值求解，得到系統(tǒng)各零部件的振動(dòng)特性。通過(guò)動(dòng)力學(xué)模型的數(shù)值仿真和雙機(jī)器人鉚接試驗(yàn)，分析雙機(jī)器人氣動(dòng)鉚接系統(tǒng)隨關(guān)鍵參數(shù)變化的靈敏度特性。從抗振性能、靈敏度特性和最終鉚接質(zhì)量進(jìn)行比較，驗(yàn)證雙機(jī)器人氣動(dòng)鉚接相比雙人協(xié)同氣動(dòng)鉚接的優(yōu)越性。
　　為保證飛機(jī)裝配中氣動(dòng)鉚接系統(tǒng)鉚接過(guò)程的穩(wěn)定性和鉚接質(zhì)量的可靠性，避免或及時(shí)發(fā)現(xiàn)由于系統(tǒng)因素變化所產(chǎn)生的鉚接缺陷，通過(guò)分析采集到的頂鐵振動(dòng)信號(hào)，提出氣動(dòng)鉚接質(zhì)量評(píng)估的方法。該方法首先對(duì)采集的頂鐵加