一種五自由度飛機裝配自動制孔機構(gòu)的設(shè)計與分析.pdf

1、隨著航空工業(yè)的迅速發(fā)展，對飛機制造業(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行自動制孔加工，需要實現(xiàn)末端執(zhí)行器的位姿調(diào)整和垂直進給。并聯(lián)機構(gòu)具有良好的調(diào)姿能力，并且定位精度高、承載能力強以及良好的動態(tài)性能等特點，將其應(yīng)用到飛機裝配自動化制孔機構(gòu)中具有重大的研究意義和應(yīng)用價值。
　　本文首先，為了實現(xiàn)對帶有不同曲率半

2、徑的飛機機翼或機身部件的制孔加工要求，設(shè)計了一種基于混聯(lián)機構(gòu)的自動制孔機構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)末端執(zhí)行器進行 x、y、z方向的直角坐標運動和A、B兩軸的轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)飛機裝配的自動制孔要求。并利用螺旋理論分析了機構(gòu)的自由度。
　　其次，對并聯(lián)模塊的3-RPS并聯(lián)機構(gòu)進行了運動學(xué)性能分析。采用封閉法建立了該機構(gòu)的位置逆解模型；基于螺旋理論的影響系數(shù)法，分析了機構(gòu)速度、加速度。并利用ADAMS軟件對機構(gòu)進行了位置逆解驗證，仿真得到了機構(gòu)在運動過程

3、中的速度和加速度性能。
　　再次，基于奇異產(chǎn)生的運動學(xué)條件研究了該3-RPS并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)奇異位形；采用邊界搜索法，利用MATLAB軟件計算了機構(gòu)定姿態(tài)工作空間，并進一步分析了動、定平臺半徑比值對工作空間的影響。
　　最后，針對3-RPS并聯(lián)機構(gòu)所存在的誤差源對機構(gòu)運動精度的影響，建立了該機構(gòu)的位姿誤差模型，并在此基礎(chǔ)上利用基于NSGA-II的區(qū)間不確定多目標優(yōu)化算法對機構(gòu)進行了位姿誤差補償，有效地改善了機構(gòu)的運動精度。<