面向飛機自動化裝配的混聯(lián)機器人設計.pdf

1、數(shù)字化柔性裝配是飛機制造史的重大技術革新,將飛機制造業(yè)帶入全自動化生產(chǎn)時代。作為前沿技術發(fā)展方向,近年來,基于工業(yè)機器人的飛機自動化裝配技術成為國內外航空制造領域的研究熱點。目前,國內研制成功的機器人自動化裝備多為基于關節(jié)型工業(yè)機器人平臺,但因其結構剛性和定位精度較差,制約了飛機自動化裝配精度的進一步提高?；炻?lián)機器人,由于具備高剛度、高精度、工作空間大和靈活性好等技術優(yōu)勢,在學術界與工業(yè)界受到廣泛關注并已成功應用于國外飛機制造企業(yè)。

2、r>　　本文結合飛機自動化裝配技術發(fā)展需求,針對混聯(lián)機器人的構型設計、運動學分析、空間軌跡規(guī)劃、控制系統(tǒng)開發(fā)等關鍵技術展開深入的研究,主要研究內容如下:
　　1)根據(jù)混聯(lián)機器人的設計特點及飛機裝配工藝需求,從機器人并聯(lián)結構的自由度性質和約束方程兩方面對兩種三自由度面對稱3-SPR并聯(lián)機構進行對比,分析得到適用于飛機裝配的3-SPR機構結構類型,并確定混聯(lián)機器人構型。
　　2)針對混聯(lián)機器人的結構特點,建立機器人位置逆解模型,

3、包括串聯(lián)模塊位置逆解和并聯(lián)模塊位置逆解。利用閉環(huán)矢量法建立機器人動平臺速度與驅動支鏈速度間的映射關系,得到速度雅克比矩陣。利用雅克比矩陣對機器人奇異位形進行分析,得到機器人在工作空間內無奇異的重要結論。
　　3)在完成機器人尺度參數(shù)設計的基礎上,對混聯(lián)機器人主要運動副結構進行設計并構建混聯(lián)機器人三維模型。根據(jù)三維模型,利用有限元分析方法對機器人典型姿態(tài)下的靜剛度特性進行分析。
　　4)根據(jù)混聯(lián)機器人在飛機裝配中的運動特點,對