机器人自动钻铆系统离线任务规划方法研究

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1、中图分类号：V262.4论文编号：102870515-S175学科分类号：082503硕士学位论文机器人自动钻铆系统离线任务规划方法研究研究生姓名陈亚丽学科、专业航空宇航制造工程研究方向数字化设计与制造指导教师廖文和教授田威副教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一五年三月1NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringMethodResearchonRoboti

2、cOff-lineTaskPlanningofRobotAutomaticDrillingandRivetingSystemAThesisinAeronauticalandAstronauticalManufacturingEngineeringbyChenYaliAdvisedbyProf.LiaoWenheAssociateProf.TianWeiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015

3、2南京航空航天大学硕士学位论文承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：3机器人自动钻铆系统离线任务规划方法研究摘要机器人自动钻铆技术已成为国内外

4、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M

5、BD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

6、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4南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTRobotautomaticdrillingandrivetingtechnologyhasbecomeahotresearchtopicandimportantdirectioninthefieldofaviationmanufacturingathomeandaboard.TopromotetheassemblylevelofChines

7、eaviationmanufacturing,itisveryimportanttostudytherobotautomaticdrillingandrivetingtechnologypositively.Asoneofthekeytechnologiesintherobotautomaticdrillingandrivetingtechnology,off-lineprogrammingtechnologyisasignificantwaytoimprovetheprocessingqualityandefficiency

8、oftheproduct.Combiningwiththeactualprojectrequirements,somekeytechnologiesoftheoff-lineprogrammingsystemwerestudied.Themainresearchcontent