基于工业机器人的防护瓦胶接保压稳定性控制

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1、中图分类号：V262.4论文编号：102870518-S158学科分类号：082503硕士学位论文基于工业机器人的防护瓦胶接保压稳定性控制研究生姓名匡婷玉学科、专业航空宇航制造工程研究方向飞机数字化装配指导教师翟建军教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringStabilityControlofPressureKeepingfor

2、TilesBasedonIndustrialRobotAThesisinManufacturingEngineeringofAeronauticsandAstronauticsbyKuangTingyuAdvisedbyProf.ZhaiJianjunSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的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

3、，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：南京航空航天大学硕士学位论文摘要胶接技术具有良好的轻质性和耐疲劳性，是飞机装配中一种重要的连接方式。对于采用胶接连接形式的防护瓦，为了保证足够的连接强度，需要对胶黏剂进行加压固化。本文以定位并粘接至飞机机体的防护瓦为研究对象，采用工业机器人为

4、载体进行保压力加载。在侧向力作用下防护瓦产生位置偏移，进而引起压力的波动。针对保压力稳定加载和防护瓦高精度定位的要求，结合机器人定位技术和数字化测量技术提出一种保压控制方法，并搭建基于工业机器人的防护瓦保压系统。保压过程中，分别对保压力大小和防护瓦位置进行实时测量，调整机器人末端以实现误差的精确补偿。根据以上分析确定本文主要研究内容：（1）研究了系统坐标系的标定方法：对各组成部分构建坐标系并实现系统坐标系的统一。建立数学模型，分别对机器人根坐标系与激光位移传感器进行标定。（2）研究了保压力精确加载的控制方法：建立复合数字滤波算法以抑制压力传感

5、器工作中的干扰信号，结合误差补偿模型对保压力进行补偿，实现压力的稳定加载。（3）研究了防护瓦的位置侧移控制方法：通过三个位移传感器测量加载点的法矢，建立点位映射模型，获得防护瓦与机器人的相对位置。同时基于T-Mac实时反馈机器人的位置，解算防护瓦的绝对位置；机器人对反馈的误差进行在线迭代补偿，实现防护瓦的高精度定位。（4）开发了防护瓦保压控制软件：规划了防护瓦的保压运行流程，开发了基坐标系建立、压力加载等功能模块。关键词：工业机器人，数字化测量，防护瓦，保压，误差补偿I基于工业机器人的防护瓦胶接保压稳定性控制ABSTRACTBondingis

6、animportantwayofconnectioninaircraftassemblybecauseofitslightweightandfatigueresistance.Itisnecessarytopressthetilesuntiltheadhesivebetweenthemissolidifiedinordertoensuretheconnectingstrengthoftheconnectionbetweentiles.Insulatedtilewhichispositionedandbondedtotheaircraftisa

7、researchobjectinthispaper.Pressureiskeptbyindustrialrobot.Therewouldbealateraldisplacementcausedbythelateralforcefortiles,causingpressurefluctuations.Inordertoensurethattheholdingpressureisstabilizedandthetilesarehigh-precisionpositioned,amethodofpressurecontrolisproposedwh

8、ichisbasedonrobotpositioningtechnologyanddigitalmeasurementtechnology.Astabilityco