本文關(guān)鍵詞：飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配鉆鉚加工控制技術(shù)研究

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【摘要】：在航空制造領(lǐng)域,基于工業(yè)機(jī)器人的柔性裝配鉆鉚技術(shù)憑借其高效率、高質(zhì)量和高可靠性等顯著優(yōu)勢,已成為飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配的重要發(fā)展趨勢。自動(dòng)鉆鉚控制技術(shù)作為柔性裝配鉆鉚系統(tǒng)的統(tǒng)籌核心,優(yōu)選工業(yè)通信方式靈活組態(tài)現(xiàn)場被控設(shè)備,根據(jù)自動(dòng)鉆鉚功能特點(diǎn)制定最佳控制策略和實(shí)施方案,從而確保自動(dòng)鉆鉚加工任務(wù)高效、準(zhǔn)確、有序完成。本文主要圍繞飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配鉆鉚多功能復(fù)雜集成控制這一核心問題,開展了基于軟硬件結(jié)合方式的自動(dòng)控制技術(shù)研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)提出了自動(dòng)鉆鉚控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。從柔性裝配鉆鉚系統(tǒng)的功能需求入手,分析了整體架構(gòu)、設(shè)計(jì)功能及工作流程,進(jìn)而提出了控制系統(tǒng)基于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)組態(tài)的硬件設(shè)計(jì)模式和基于多軟件平臺協(xié)同的軟件設(shè)計(jì)模式,并以此完成了自動(dòng)鉆鉚控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。(2)開展了工業(yè)機(jī)器人外部自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用研究。針對自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)對工業(yè)機(jī)器人提出的高絕對定位精度、廣可達(dá)空間和易集成控制等性能要求,靈活運(yùn)用庫卡機(jī)器人外部自動(dòng)控制機(jī)制,設(shè)計(jì)了集成精度補(bǔ)償算法的機(jī)器人本體高精度外部自動(dòng)控制和基于PID閉環(huán)反饋的分站式擴(kuò)展地軌精確的控制方案,研究了基于上位機(jī)統(tǒng)籌的雙機(jī)器人系統(tǒng)控制技術(shù)。(3)進(jìn)行了自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)模塊化控制技術(shù)開發(fā)。應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)思想,分別設(shè)計(jì)了基于多功能末端執(zhí)行器伺服系統(tǒng)控制和氣動(dòng)系統(tǒng)控制的加工模塊控制方案,基于送釘流程規(guī)劃與邏輯時(shí)序控制技術(shù)的送釘模塊控制方案,和基于多傳感器集成控制思想的數(shù)據(jù)檢測模塊控制方案。(4)設(shè)計(jì)了自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)上位層集成控制軟件。采用分層化開發(fā)思想設(shè)計(jì)了上位層集成控制軟件總體方案,進(jìn)而完成了集成控制軟件用戶界面層和控制底層的開發(fā)工作。最后搭建了綜合試驗(yàn)平臺對自動(dòng)鉆鉚控制系統(tǒng)中的核心功能實(shí)施了試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的自動(dòng)鉆鉚控制系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),控制周期小于200ms,總體加工空間絕對定位精度控制在±0.5mm以內(nèi),制孔精度達(dá)到H8,制孔節(jié)拍可達(dá)4個(gè)/min,滿足航空工業(yè)制孔相關(guān)要求。
【關(guān)鍵詞】：控制技術(shù) 飛機(jī)裝配 工業(yè)機(jī)器人 自動(dòng)鉆鉚
【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
【目錄】：

• 摘要4-5
• 英文摘要5-14
• 縮略詞14-15
• 第一章 緒論15-26
• 1.1 研究背景與意義15-16
• 1.2 飛機(jī)裝配領(lǐng)域鉆鉚加工現(xiàn)狀16-17
• 1.2.1 傳統(tǒng)人工鉆鉚加工16
• 1.2.2 自動(dòng)鉆鉚加工16-17
• 1.3 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.1 國外工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.2 國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 基于工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)鉆鉚控制技術(shù)研究現(xiàn)狀19-23
• 1.4.1 國外自動(dòng)鉆鉚控制技術(shù)研究現(xiàn)狀19-22
• 1.4.2 國內(nèi)自動(dòng)鉆鉚控制技術(shù)研究現(xiàn)狀22-23
• 1.5 課題背景23-24
• 1.6 論文結(jié)構(gòu)與主要研究內(nèi)容安排24-26
• 第二章 飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配鉆鉚加工控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)26-36
• 2.1 飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配鉆鉚加工系統(tǒng)組成及工作流程規(guī)劃26-31
• 2.1.1 自動(dòng)鉆鉚加工現(xiàn)場系統(tǒng)組成26-27
• 2.1.2 系統(tǒng)各組成部分坐標(biāo)系關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換體系27-29
• 2.1.3 自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)工作流程29-31
• 2.2 柔性裝配鉆鉚加工控制系統(tǒng)硬件組態(tài)31-33
• 2.2.1 硬件組態(tài)整體方案設(shè)計(jì)31
• 2.2.2 硬件組態(tài)控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建31-33
• 2.3 柔性裝配鉆鉚加工控制系統(tǒng)軟件組態(tài)33-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 工業(yè)機(jī)器人外部自動(dòng)控制技術(shù)研究36-47
• 3.1 庫卡機(jī)器人外部自動(dòng)控制機(jī)制36-37
• 3.2 基于庫卡外部自動(dòng)機(jī)制的工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)37-41
• 3.2.1 外部自動(dòng)控制機(jī)制硬件配置38-39
• 3.2.2 外部自動(dòng)控制機(jī)制軟件實(shí)現(xiàn)39-41
• 3.3 基于磁柵尺閉環(huán)反饋的擴(kuò)展地軌控制技術(shù)41-45
• 3.3.1 擴(kuò)展地軌分站式閉環(huán)定位方法41-43
• 3.3.2 基于磁柵尺反饋的離散化PID定位技術(shù)43-45
• 3.4 基于上位層統(tǒng)籌的雙機(jī)器人協(xié)同控制技術(shù)45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第四章 飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配鉆鉚加工系統(tǒng)模塊化控制技術(shù)研究47-63
• 4.1 加工模塊控制技術(shù)研究47-51
• 4.1.1 末端執(zhí)行器組成及工作流程47-49
• 4.1.2 多功能末端執(zhí)行器控制49-51
• 4.2 送釘模塊控制51-56
• 4.2.1 自動(dòng)送釘系統(tǒng)組成及工作流程51-53
• 4.2.2 自動(dòng)送釘控制方案53-56
• 4.3 數(shù)據(jù)檢測模塊控制56-62
• 4.3.1 前饋控制數(shù)據(jù)檢測57-60
• 4.3.2 過程控制數(shù)據(jù)檢測60-61
• 4.3.3 反饋控制數(shù)據(jù)檢測61-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第五章 數(shù)字化柔性裝配鉆鉚系統(tǒng)上位層集成控制軟件開發(fā)63-89
• 5.1 上位層集成控制軟件總體方案設(shè)計(jì)63-64
• 5.2 上位層集成控制軟件用戶界面開發(fā)64-71
• 5.2.1 界面開發(fā)工具Duilib64-67
• 5.2.2 軟件界面功能需求分析67-69
• 5.2.3 用戶界面設(shè)計(jì)方案69-71
• 5.3 上位層集成控制軟件底層開發(fā)71-83
• 5.3.1 軟件底層架構(gòu)開發(fā)工具UML類圖71-72
• 5.3.2 軟件底層功能需求分析72-76
• 5.3.3 軟件底層架構(gòu)設(shè)計(jì)方案76-83
• 5.4 數(shù)字化柔性裝配鉆鉚控制系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證83-88
• 5.4.1 自動(dòng)鉆鉚控制系統(tǒng)試驗(yàn)平臺83-84
• 5.4.2 自動(dòng)鉆鉚控制系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)84-85
• 5.4.3 工業(yè)機(jī)器人定位精度試驗(yàn)85-86
• 5.4.4 自動(dòng)鉆鉚控制系統(tǒng)制孔精度試驗(yàn)86-88
• 5.5 本章小結(jié)88-89
• 第六章 總結(jié)與展望89-91
• 6.1 主要研究內(nèi)容總結(jié)89-90
• 6.2 研究技術(shù)未來展望90-91
• 參考文獻(xiàn)91-94
• 致謝94-96
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文96

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳m丁;馮運(yùn)仿;邱陽;羅健;陳奇睿;;DirectUI技術(shù)的研究與界面庫設(shè)計(jì)[J];福建電腦;2014年07期

2 費(fèi)軍;;自動(dòng)鉆鉚技術(shù)在波音737尾段項(xiàng)目中的應(yīng)用[J];航空制造技術(shù);2007年09期

3 龔輝;朱柏榮;方強(qiáng);;用于機(jī)器人自動(dòng)鉆鉚的自動(dòng)供釘系統(tǒng)試驗(yàn)研究[J];機(jī)電工程;2012年04期

4 顧震宇;;全球工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢[J];機(jī)電一體化;2006年02期

5 孫志杰;王善軍;張雪鑫;;工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào);2011年07期

6 李菡;余德忠;;一種基于雙機(jī)器人的自動(dòng)鉆鉚終端器設(shè)計(jì)[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2010年10期

7 Tian Wei;Zhou Weixue;Zhou Wei;Liao Wenhe;Zeng Yuanfan;;Auto-normalization algorithm for robotic precision drilling system in aircraft component assembly[J];Chinese Journal of Aeronautics;2013年02期

8 趙杰;;我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn)[J];航空制造技術(shù);2012年12期

9 高明輝;張楊;張少擎;周萬勇;;工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)鉆鉚集成控制技術(shù)[J];航空制造技術(shù);2013年20期

10 張楊;高明輝;周萬勇;劉建東;;自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)中工業(yè)機(jī)器人協(xié)同控制技術(shù)研究[J];航空制造技術(shù);2013年20期

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本文編號：982067