机械臂终端滑模控制系统设计

发布时间：2020-10-21 06:37

　　 当代飞机制造技术的发展,对疲劳寿命、密封、防腐的要求越来越高,为满足飞机对各种性能的要求,航空制造领域发展了各种先进制造技术,其中机器人连接技术的自动钻铆技术就是其中之一。国外铆接装配技术几十年的应用证明,采用自动铆接后装配效率至少比手工铆接装配提高10倍,并能节约安装成本,改善劳动条件,更主要的是能够确保安装质量,大大减少人为因数造成的缺陷。现在采用自动钻铆技术已成为改善飞机性能的主要工艺措施之一。自动钻铆技术不只是工艺机械化、自动化的要求,更主要的是飞机本身性能的要求。随着我国航空工业研制的新机型的性能、水平不断提高,在铆接装配过程中发展自动钻铆技术已经势在必行。我单位现有的自动钻铆系统由于终端执行器在工件表面的冲击力和定位问题,严重制约了系统的可应用范围,因此需要对设备进行改造。在此基础上,本单位自主研发了一套基于复合材料翼面类部件的机器人自动钻孔系统,本文对其中机械臂终端的执行器控制系统进行研究设计。本文第一章介绍了课题的研究背景和意义,对国内外飞机装配中使用的机器人自动钻铆技术现状进行了总结,在阐述终端执行器在机器人钻铆技术上的应用基础上,给出了本文的研究内容。第二章介绍了复合材料翼面类部件加工的工艺要求,提出了对终端执行器的需求。对其每个部分的结构、功能和特点做了详细的介绍,最后对机器人自动制孔工艺流程进行了分析。第三章介绍了终端执行器的构成,对现有设备的距离传感器进行设计和改造。通过对压力脚作用在零件表面产生的冲击力问题,提出对压力脚控制的缓冲控制方法,设计一种滑膜控制系统。以距离为控制输入,压力脚的位移作为控制反馈,构建一套全闭环控制系统,实现压力脚的快速定位,同时减小冲击力。同时距离传感器可以对机器人的加工姿态进行调节,提高制孔精度。第四章对滑膜控制系统进行了一些研究,通过对压力脚气动模非线性模型的建立,提出滑膜控制算法。第五章通过实验内容及结果,分析了各方面的性能指标,证明了系统的可行性。第六章对全文的工作进行了总结,并对下一步的工作进行了展望。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP241;V260.6
【部分图文】：

现有的加工手段然而随着航空制造业对飞机装配精度的不断提高，传统的人工钻铆加工的方

GEMCOR机身壁板自动钻铆系统

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本文编号：2849778