机器人自动钻铆系统离线任务规划方法研究

发布时间：2017-08-10 09:25

  本文关键词：机器人自动钻铆系统离线任务规划方法研究

  更多相关文章： 机器人自动钻铆 离线编程 产品工艺特征信息模型 路径规划

【摘要】：机器人自动钻铆技术已成为国内外航空制造领域的研究热点和重要发展方向。为提升我国航空制造业装配水平,积极开展机器人自动钻铆技术的研究至关重要。离线编程技术作为机器人自动钻铆技术的关键技术之一,是提高产品加工质量和加工效率的重要途径。本文结合实际项目需求,对机器人自动钻铆系统中离线编程系统的部分关键技术进行了研究,主要研究内容如下:(1)阐述了机器人自动钻铆系统的工作原理,详细分析了系统中各工艺装备的离线任务规划需求,并在此基础之上提出了机器人自动钻铆离线编程系统任务规划的总体方案。(2)分析了特征技术和基于模型定义技术应用于数字化装配方面的特点,提出一种将MBD技术与特征技术相结合的装配孔工艺特征快速添加技术。该技术可以以产品的三维模型或者产品的MBD模型为基础,结合现阶段航空蒙皮类产品的建模特点,通过工艺特征将几何信息与工艺信息相结合,建立了面向飞机自动化装配系统的产品工艺特征信息模型。(3)阐述了TSP问题的数学模型和优化方法,分析了机器人自动钻铆路径规划的工艺约束,提出了多约束路径最短的加工路径优化模型,研究了蚁群退火混合优化算法优化机器人加工路径规划的方法。(4)介绍了面向飞机部件机器人自动钻铆离线编程系统,阐述了基于模型定义的装配孔工艺特征快速添加技术的实现流程并进行了实例验证,对机器人加工路径优化方法仿真分析并将算法应用到离线编程系统进行验证。
【关键词】：机器人自动钻铆 离线编程 产品工艺特征信息模型 路径规划
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V262.4;TP242
【目录】：

• 摘要4-5
• 英文摘要5-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 选题意义与课题来源13-14
• 1.3 国内外研究现状14-18
• 1.3.1 机器人自动钻铆离线编程14-15
• 1.3.2 基于模型定义的装配孔工艺特征信息快速添加技术15-17
• 1.3.3 机器人离散孔群加工路径规划方法17-18
• 1.4 本文主要研究内容18-21
• 第二章 机器人自动钻铆离线编程系统任务需求分析21-35
• 2.1 机器人自动钻铆系统工作原理21-24
• 2.1.1 系统组成21
• 2.1.2 系统工作流程21-23
• 2.1.3 离线任务规划分析23-24
• 2.2 离线任务规划需求分析24-32
• 2.2.1 飞机部件装配工艺需求分析24-26
• 2.2.2 机器人任务规划需求分析26-28
• 2.2.3 多功能末端执行器任务需求分析28-30
• 2.2.4 柔性工装系统任务需求分析30-32
• 2.3 机器人自动钻铆离线编程系统任务规划总体方案32-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 基于模型定义的装配孔工艺特征信息快速添加技术35-43
• 3.1 装配孔工艺特征需求分析35-37
• 3.1.1 产品工艺特征信息模型建模需求分析35-36
• 3.1.2 工艺特征信息需求分析36-37
• 3.2 基于模型定义的装配孔工艺特征37-39
• 3.2.1 基于模型定义技术和特征技术37
• 3.2.2 基于模型定义的装配孔工艺特征37-39
• 3.3 基于模型定义的装配孔工艺特征信息快速添加技术39-42
• 3.3.1 装配孔工艺特征信息模型的数学表达39-41
• 3.3.2 装配孔工艺特征信息快速添加技术41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 机器人加工路径优化方法43-62
• 4.1 旅行商问题的数学模型和优化方法43-50
• 4.1.1 旅行商问题的描述43
• 4.1.2 蚁群算法和模拟退火算法对TSP问题的优化43-47
• 4.1.3 基于蚁群退火混合算法对TSP问题的优化47-49
• 4.1.4 蚁群退火混合算法优越性验证49-50
• 4.2 机器人加工路径优化约束分析50-56
• 4.2.1 分站式机器人加工路径优化约束分析50-53
• 4.2.2 基于基准孔检测的机器人加工路径优化约束分析53-54
• 4.2.3 基于进退刀点和避让点的机器人加工路径优化约束分析54-56
• 4.2.4 基于孔位加工分组条件的机器人加工路径优化约束分析56
• 4.3 机器人加工路径建模和优化方法56-61
• 4.3.1 路径最短的机器人加工路径优化数学模型57-58
• 4.3.2 基于蚁群退火混合算法的机器人加工路径优化方法58-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 离线编程系统实现和机器人加工路径优化算法验证62-75
• 5.1 面向飞机部件的机器人自动钻铆离线编程系统62-69
• 5.1.1 离线编程系统开发工具62-63
• 5.1.2 离线编程系统架构63-64
• 5.1.3 离线编程系统组成64
• 5.1.4 离线编程系统功能模块64-69
• 5.2 工艺特征信息模型建立的实现与应用69-71
• 5.2.1 工艺特征信息添加功能设计流程69-70
• 5.2.2 应用实例70-71
• 5.3 机器人加工路径规划优化算法验证与应用71-74
• 5.3.1 机器人加工路径优化算法仿真71-72
• 5.3.2 路径优化方法的应用72-74
• 5.4 本章小结74-75
• 第六章 总结与展望75-77
• 6.1 总结75-76
• 6.2 展望76-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-82
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文82

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