面向飞机自动化装配的制孔末端执行器的设计

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1、第44卷增刊2012年4月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics8LAstronauticsV01．44No．SApr．2012面向飞机自动化装配的制孔末端执行器的设计王建1刘浩1田威1万世明2刘勇2李东明2(1．南京航空航天大学机电学院，南京，210016；

2、2．成都飞机工业(集团)有限责任公司，成都，610092)摘要：末端执行器是飞机装配的关键部件之一，其性能直接影响到制孔和铆接的质量，突破面向飞机自动化装配的末端执行器结构设计关键技术具有迫切的实际需求。

3、首先，根据行业需求提出了末端执行嚣的总体结构，并分析了工作原理，在此基础上对末端执行嚣的主要功能部件进行了设计，曩后研制出一套具备制孔、压紧和法向找正的试验样机，试验结果表明，该末端执行嚣的性能选到了飞机裳配的要求。关键词：飞机装配}末端执行器；机器人；结构设计中围分类号：TP24文献标识码：A文章编号：1005—2615(2012)S-0019．04DesignofDrillingEndEffectorforAircraftAutomaticAssemblyWangJianl，LiuHa01，TianWeil，WanS

4、himin92，LiuYon92，LiDongmin92(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniveristyofAeronautics8LAstronautics，Nanjing，210016，China2．ChefIgduAircraftIndustry(Group)Co．Ltd．，Chengdu，610092，China)Abstract：Asendactuatorisoneofthekeycomponentsinaircraftautoma

5、ticassemblybasedonindustryrobot，itsperfofinancedirectlyaffectsthequalityofdrillingandriveting．Therequirementofthestruc—turaldesignprocessofendactuatorforkeytechnologiesisincreasinglyurgent．Theoverallstructureofendactuatorisproposedfirstlyaccordingtotheindustrynee

6、ds，andtheoperatingprincipleisanalyzed．Secondly，themajorfunctionalcomponentsaredesigned．Finally，aprototypeforawholesetisdevel—opedwithhighcapabilityofpressing，drillingandnormalalignment．Experimentalresultsindicatethattheperformanceoftheendactuatorcanmeettherequire

7、mentsofaircraftassembly．Keywords；aircraftautomatic；end-actuator；robot；structuredesign自动化装配技术应用在飞机制造过程中可以缩短生产周期，降低生产成本[1‘2】。国外从20世纪90年代，就已经大规模开展飞机自动化装配技术的研究，根据飞机自动化制孔的特点和要求，国外著名的飞机装配设备制造厂家生产了许多大型的面向飞机装配的自动化设备。其中美国是最早发展使用机器人自动制孔技术的国家，美国Electroim-pact公司与英国空客公司联合设计了一

8、套机器入自动钻削系统，该系统主要用于波音F／A一18E／F的机翼后缘襟翼的钻孔和锪孔D3；美国EOA公司与波音公司也联合生产研制了一种机器人多功能钻削系统“]，该系统可以完成对钛合金、铝合金、复合材料以及叠层等飞机蒙皮的钻孔、锪孔和铰孔工作；瑞典Novator公司根据Orbital钻头专利技术开发了一套机器人多功能钻削系统[5]。末端执行器是自动化装配的关键部件之一，直接影响机器人制孔的精度以及制孔的效率．在国内，北京航空航天大学机器人研究所开发了一套机器人钻孔末端执行器【6]，但是该设备目前还处于试验阶段，没有应用到中

9、国飞机制造自动化装配生产中。本文针对飞机机翼部件自动制孔的需求，为了解决其制孔精度低，设备价格昂贵的普遍问题，设收稿日期：2011-10—16i修订日期：2012一Ol一21通讯作者：田威，男，副教授，1977年生，E-mail：tw—njI@nuaa．edu．cn．20南京航空航天大学学报第44卷计了一种末端执行器