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

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

2、大飛機機身壁板裝配中的應(yīng)用進行了研究。主要的創(chuàng)新點包括:
　　針對鉚槍-機器人子系統(tǒng)，根據(jù)鉚槍最大后座力，提出鉚槍-機器人子系統(tǒng)滿足鉚接工藝需求（如不打空槍、持續(xù)進給）的設(shè)計方法。針對頂鐵-機器人子系統(tǒng)，建立周期脈沖力作用下的兩自由度動力學模型，利用主動最優(yōu)控制算法對頂鐵-機器人系統(tǒng)的減振隔振優(yōu)化設(shè)計問題進行求解。針對機身壁板鉆鉚點法矢實時測量計算問題，提出一種四點確定鉆鉚點法矢的線性算法，并基于微分幾何基礎(chǔ)理論給出該方法的精度估

3、計。
　　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鉚釘鉚接總能量的彈塑性力學近似解法。分析氣動鉚接初期可能出現(xiàn)的鉚釘打彎現(xiàn)象，將其歸結(jié)為鉚釘桿的彈塑性動力屈曲問題并予以求解，提出自動化氣動鉚接沖擊能量控制方法。
　　建立雙機器人/雙人兩種氣動鉚接系統(tǒng)的多自由度連續(xù)非光滑碰撞振動動力學模型，并基于半隱式二級三階龍格-庫塔方法對模型

4、進行數(shù)值求解，得到系統(tǒng)各零部件的振動特性。通過動力學模型的數(shù)值仿真和雙機器人鉚接試驗，分析雙機器人氣動鉚接系統(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)量進行比較，驗證雙機器人氣動鉚接相比雙人協(xié)同氣動鉚接的優(yōu)越性。
　　為保證飛機裝配中氣動鉚接系統(tǒng)鉚接過程的穩(wěn)定性和鉚接質(zhì)量的可靠性，避免或及時發(fā)現(xiàn)由于系統(tǒng)因素變化所產(chǎn)生的鉚接缺陷，通過分析采集到的頂鐵振動信號，提出氣動鉚接質(zhì)量評估的方法。該方法首先對采集的頂鐵加