飛機(jī)大部件噴涂機(jī)器人的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、民用航空市場(chǎng)的迅速、持續(xù)增長(zhǎng)給航空制造業(yè)帶來(lái)巨大機(jī)遇的同時(shí)也提出了挑戰(zhàn)。噴涂是航空制造中的一道重要工序，然而目前飛機(jī)大部件的噴涂仍然以人工操作為主。人工噴涂具有許多弊端，已經(jīng)不能滿足當(dāng)今航空制造業(yè)的高效率、高質(zhì)量的要求。將機(jī)器人技術(shù)引入到航空制造的噴涂工藝線是現(xiàn)代噴涂技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。噴涂機(jī)器人雖然早已誕生，并且在某些產(chǎn)品的噴涂線上已有了較為普遍的應(yīng)用，但這些機(jī)器人多為串聯(lián)機(jī)器人，存在精度低、剛度差、結(jié)構(gòu)笨重、不利于防爆等缺點(diǎn)。并聯(lián)機(jī)

2、構(gòu)學(xué)的興起讓人們重新審視機(jī)器人可能的結(jié)構(gòu)，各種并聯(lián)乃至混聯(lián)的機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。
　　本文的目的即在于設(shè)計(jì)一種新型的適合飛機(jī)大部件的噴涂機(jī)器人，并重點(diǎn)對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析。
　　全文主要包括四部分研究?jī)?nèi)容：1）噴涂機(jī)器人的設(shè)計(jì)。以經(jīng)典的串聯(lián)機(jī)械臂為基礎(chǔ)，利用平行四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性，巧妙地引入3個(gè)互相耦合的平行四桿機(jī)構(gòu)，綜合出一種新型的混聯(lián)機(jī)器人。進(jìn)行尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，考慮機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能，定義靈活工作空間，并以靈活工作空間包容

3、任務(wù)空間作為約束條件優(yōu)化機(jī)器人的臂長(zhǎng)和安裝尺寸。2）運(yùn)動(dòng)學(xué)分析方面，將這種混聯(lián)的噴涂機(jī)器人等效成一個(gè)串聯(lián)的模型，采用D-H法分析靜電旋杯的位姿和驅(qū)動(dòng)變量的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，用Monte Carlo法表達(dá)其三維的靈活工作空間。3）本文還將分析涂料的沉積模型，制定工藝參數(shù)，規(guī)劃靜電旋杯的運(yùn)動(dòng)軌跡，獲得實(shí)際噴涂過(guò)程中機(jī)器人各軸的實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)規(guī)律。4）動(dòng)力學(xué)分析方面，推導(dǎo)噴涂機(jī)器人的拉格朗日法動(dòng)力學(xué)方程，分析機(jī)器人按照預(yù)定軌跡噴涂過(guò)程中各軸的驅(qū)動(dòng)力