近年來,我國對高性能的航空發(fā)動機的需求日益增長,而葉片作為發(fā)動機的“心臟”,其磨拋精度決定著發(fā)動機的推進性能和使用壽命。傳統(tǒng)的手工和機床的磨拋方式已經(jīng)無法適應(yīng)葉片的多規(guī)格、小批量和高精度的加工需求。而日益成熟的機器人控制技術(shù)為葉片的磨拋提供了一種低成本、高柔性的解決方案。本文根據(jù)葉片機器人磨拋系統(tǒng)的需求對其關(guān)鍵技術(shù)做了相關(guān)研究,主要內(nèi)容如下:(1)確定系統(tǒng)磨拋工作流程,并根據(jù)磨拋需求選定系統(tǒng)主要硬件組成;制定了硬件模塊化集成和軟件的層化設(shè)計方案;根據(jù)系統(tǒng)的功能需求完成對控制軟件的開發(fā)。(2)提出一種葉片裝夾狀態(tài)檢測和誤差補償?shù)姆椒?而后,對靜止?fàn)顟B(tài)下的六維力傳感器進行受力分析,求得負(fù)載大小,完成力傳感器的重力補償和零點標(biāo)定;同時采用Kalman濾波器對力信息進行濾波,并通過實驗驗證濾波效果。(3)通過對磨拋過程的受力分析,確定六維力信息與磨拋法向力之間的關(guān)系;并根據(jù)磨拋過程中機器人末端與砂帶機的作用原理確定磨拋力模型,結(jié)合系統(tǒng)的響應(yīng)特點,采用PI控制器對進行調(diào)節(jié),通過仿真確定了各參數(shù)對系統(tǒng)響應(yīng)的影響;最終,確定了速度伺服與力位混合控制相融合的機器人軌跡實時控制方案。(4)搭建系統(tǒng)實驗平...

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 葉片機器人磨拋技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 機器人磨拋技術(shù)國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 機器人磨拋技術(shù)國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 機器人磨拋過程控制方法研究現(xiàn)狀
    1.4 論文結(jié)構(gòu)和主要研究內(nèi)容
第二章 葉片機器人磨拋系統(tǒng)集成及軟件開發(fā)
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)工作流程及主要硬件組成
        2.2.1 葉片磨拋系統(tǒng)工作流程
        2.2.2 系統(tǒng)的主要硬件組成
    2.3 系統(tǒng)集成開發(fā)方案設(shè)計
        2.3.1 系統(tǒng)硬件模塊化集成方案
        2.3.2 系統(tǒng)控制軟件層化設(shè)計方案
    2.4 系統(tǒng)控制軟件開發(fā)
        2.4.1 人機交互界面開發(fā)
        2.4.2 軟件核心功能開發(fā)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于多傳感設(shè)備的系統(tǒng)狀態(tài)檢測與信息處理技術(shù)
    3.1 引言
    3.2 葉片裝夾狀態(tài)檢測與誤差補償
        3.2.1 葉片裝夾狀態(tài)檢測
        3.2.2 葉片裝夾誤差補償
    3.3 六維力傳感器的標(biāo)定
        3.3.1 力傳感器的配置
        3.3.2 末端負(fù)載中心標(biāo)定
        3.3.3 力傳感器的重力補償與零點標(biāo)定
        3.3.4 重力補償實驗與結(jié)果
    3.4 力信息的濾波處理
        3.4.1 Kalman濾波器設(shè)計
        3.4.2 濾波驗證與結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于力位混合控制的葉片磨拋控制技術(shù)
    4.1 引言
    4.2 葉片磨拋過程分析
        4.2.1 葉片磨拋機理
        4.2.2 磨拋力與深度的關(guān)系
        4.2.3 磨拋過程受力分析
    4.3 葉片磨拋力控制模型研究
        4.3.1 磨拋過程建模
        4.3.2 系統(tǒng)仿真與參數(shù)分析
        4.3.3 融合PI控制的系統(tǒng)仿真
    4.4 機器人力位混合控制方案
        4.4.1 力位混合控制原理
        4.4.2 基于力信息的速度伺服控制
        4.4.3 葉片磨拋軌跡力位混合控制方案
    4.5 本章小結(jié)
第五章 機器人軌跡控制實驗
    5.1 引言
    5.2 葉片磨拋機器人系統(tǒng)實驗平臺
        5.2.1 系統(tǒng)實驗平臺搭建
        5.2.2 系統(tǒng)坐標(biāo)系建立
        5.2.3 各坐標(biāo)系空間位置標(biāo)定與統(tǒng)一
    5.3 Staubli機器人Alter指令開發(fā)與軌跡仿真
        5.3.1 Alter指令工作原理
        5.3.2 Alter路徑實時控制仿真及其功能測試
    5.4 基于力位混合控制的軌跡在線修正實驗
        5.4.1 基于磨拋力模型的軌跡修正實驗
        5.4.2 融合PI控制的磨拋軌跡修正實驗
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3764598