本文選題：飛機(jī)裝配 + 自動(dòng)制孔��； 參考：《南京航空航天大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著航空工業(yè)的迅速發(fā)展,對飛機(jī)制造業(yè)中的裝配技術(shù)提出了高質(zhì)量、高效率、低成本等生產(chǎn)要求。飛機(jī)上的被連接件多為尺寸大、形狀復(fù)雜的薄壁結(jié)構(gòu),受力易變形,其制孔質(zhì)量難以得到保證。在大型薄壁曲面法向上進(jìn)行自動(dòng)制孔加工,需要實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的位姿調(diào)整和垂直進(jìn)給。并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有良好的調(diào)姿能力,并且定位精度高、承載能力強(qiáng)以及良好的動(dòng)態(tài)性能等特點(diǎn),將其應(yīng)用到飛機(jī)裝配自動(dòng)化制孔機(jī)構(gòu)中具有重大的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。本文首先,為了實(shí)現(xiàn)對帶有不同曲率半徑的飛機(jī)機(jī)翼或機(jī)身部件的制孔加工要求,設(shè)計(jì)了一種基于混聯(lián)機(jī)構(gòu)的自動(dòng)制孔機(jī)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)末端執(zhí)行器進(jìn)行x、y、z方向的直角坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)和A、B兩軸的轉(zhuǎn)動(dòng),以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)裝配的自動(dòng)制孔要求。并利用螺旋理論分析了機(jī)構(gòu)的自由度。其次,對并聯(lián)模塊的3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)性能分析。采用封閉法建立了該機(jī)構(gòu)的位置逆解模型;基于螺旋理論的影響系數(shù)法,分析了機(jī)構(gòu)速度、加速度。并利用ADAMS軟件對機(jī)構(gòu)進(jìn)行了位置逆解驗(yàn)證,仿真得到了機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中的速度和加速度性能。再次,基于奇異產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)學(xué)條件研究了該3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)奇異位形;采用邊界搜索法,利用MATLAB軟件計(jì)算了機(jī)構(gòu)定姿態(tài)工作空間,并進(jìn)一步分析了動(dòng)、定平臺半徑比值對工作空間的影響。最后,針對3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)所存在的誤差源對機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度的影響,建立了該機(jī)構(gòu)的位姿誤差模型,并在此基礎(chǔ)上利用基于NSGA-II的區(qū)間不確定多目標(biāo)優(yōu)化算法對機(jī)構(gòu)進(jìn)行了位姿誤差補(bǔ)償,有效地改善了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度。在以上理論研究的基礎(chǔ)上,試制了一臺五自由度自動(dòng)制孔機(jī)構(gòu)原理樣機(jī),為國內(nèi)自主研發(fā)新型飛機(jī)裝配自動(dòng)制孔設(shè)備提供了技術(shù)支撐。
[Abstract]:With the rapid development of aviation industry, high quality, high efficiency and low cost are required for assembly technology in aircraft manufacturing industry. Most of the joints on the plane are thin-walled structures with large size and complicated shape, which are easy to be deformed, and the quality of hole making is difficult to be guaranteed. It is necessary to realize the position and pose adjustment and vertical feed of the end actuator for automatic hole making in the large thin-wall curved surface method. The parallel mechanism has the characteristics of good attitude adjustment, high positioning accuracy, strong bearing capacity and good dynamic performance. It is of great significance and application value to apply the parallel mechanism to the aircraft assembly automation hole making mechanism. First of all, in order to meet the requirements of hole making for aircraft wing or fuselage with different curvature radius, an automatic hole-making mechanism based on hybrid mechanism is designed. The end effector can carry out the motion of Cartesian coordinates in the direction of xyyniz and the rotation of the two axes of Agna B, so as to realize the automatic drilling requirements of the aircraft assembly. The degree of freedom of the mechanism is analyzed by spiral theory. Secondly, the kinematics performance of 3-RPS parallel mechanism is analyzed. The inverse solution model of the mechanism is established by the closed method, and the velocity and acceleration of the mechanism are analyzed based on the influence coefficient method of the helical theory. The inverse position solution of the mechanism is verified by Adams software, and the velocity and acceleration performance of the mechanism is obtained by simulation. Thirdly, the kinematic singular configuration of the 3-RPS parallel mechanism is studied based on the kinematics condition of singularity generation, and the fixed attitude workspace of the mechanism is calculated by using the boundary search method and MATLAB software, and the motion is further analyzed. The influence of fixed radius ratio of platform on workspace. Finally, aiming at the influence of the error source of 3-RPS parallel mechanism on the kinematic accuracy of the mechanism, the pose error model of the mechanism is established. On this basis, an interval uncertain multi-objective optimization algorithm based on NSGA-II is used to compensate the pose error of the mechanism, which effectively improves the kinematic accuracy of the mechanism. On the basis of the above theoretical research, a prototype of a five-degree-of-freedom automatic hole-making mechanism is developed, which provides a technical support for the independent development of a new type of aircraft assembly automatic hole-making equipment in China.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V262.4

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本文編號：2029036