基于等效并联结构的大部件姿态调整平台设计与轨迹规划.pdf

《基于等效并联结构的大部件姿态调整平台设计与轨迹规划.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2011年4月机床与液压Apr．2011第39卷第7期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1_39No．7DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．07．001基于等效并联结构的大部件姿态调整平台设计与轨迹规划张进华，王永园(西安交通大学机械工程学院，陕西西安710049)摘要：针对大型设备装配过程中侧壁板装配位姿调整，设计了等效并联结构调姿平台，并对其进行平台构型分析。在此基础上定义了调整对象空间姿态矢量矩阵，基于平台的运动学分析，采用五次多项式实现了调姿对象的光滑轨迹规划。并通过

2、实际物理平台验证了平台设计与轨迹规划的可行性和有效性。关键词：并联结构；轨迹规划；多项式中图分类号：TP271．4文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)7—001—5AttitudeAdjustmentPlatformDesignandTrajectoryPlanningofLargePartsBasedonEquivalentParallelStructureZHANGJinhua．WANGYongyuan(SchoolofMechanicalEngineering，Xi’anJiaotongUnive

3、rsity，Xi’anShaanxi710049，China)Abstract：TheattitudeadjustmentplatformwithequivalentparallelstructureWaSdesignedaimingatassemblyposturealignmentofsidepanelforlarge-scaleequipmentassembly．Theplatformconfigurationwasanalyzed．Thespatialattitudevectorwasdefinedforadju

4、stmentobjects．BasedOfplatformkinematicsanalysis，smoothtra．ectoryplanningforadjustmentobjectswasrealizedusingquin—ticpolynomia1．Thefeasibilitiesoftheplatformandthetrajectoryplanningwerevalidatedthroughactualphysicalplatform．Keywords：Parallelstructure；Trajeetorypla

5、nning；Polynomial大型设备(如飞机、轮船等)装配工序多，装生产任务中。中科院则对基于多机器人的运动控制平配工艺复杂，且大体积、大质量部件在装配过程中需台在刚体对接系统中的应用进行了研究，并应用于船要调整空间6个自由度方向的姿态，以达到精确的装体分段位姿找正对接系统。配和对接。基于传统型架或夹具的手工装配姿态调整作者针对大型设备装配过程中侧壁板的装配姿态的方式已经不能满足需求，自动化、柔性姿态调整已调整，提出了基于4个三坐标精密定位平台的壁板自经成为装配技术的发展趋势。动调姿并联机构。该机构结构简单，并通过引

6、入冗余在飞机制造企业中如Airbus(空客)、Boeing驱动，提高了对壁板的支撑稳定性。(波音)等航空公司已经实现了基于柔性装配技术的1姿态调整平台设计及工作原理飞机数字化装配。空客大型运输机A400M采用德国Brstje公司生产的柔性装配装备，极大地提高了生产效率。西班牙M．Tortes公司生产的柔性装配产品也已经取得很大的成功，实现了数字化柔性自动调整，降低了飞机的制造和装配成本，缩短了生产准备周期，提高了装配效率。在空客A340-600的壁板制造单元上，最早使用了阵列式装配系统。西班牙M．Torres公司生产的多

7、点吸附式柔性装配系统在飞机装配领域得到广泛应用。德国Br~tje公司研发的机身总装对接柔性工装系统主要采用基于模块化的POGO单元支撑结构』。浙江大学张斌等人提出了基于三坐标POGO支撑柱的大型刚体位姿调整系统，并成功应用于成都飞机制造厂的飞机机身的对接图1姿态调整平台结构图收稿日期：2010—07—09基金项目：国家自然科学基金重点项目(50935006)；国家重点实验室开放基金支撑项目作者简介：张进华(1979一)，男，博士，研究方向为机器人技术、机床装配技术。电话：029—83399515，E—mail：jjshu

8、a@mail．xjtu．edu．en。·2·机床与液压第39卷文中所研究的大副的相对自由度为1，球副的相对自由度为3。则壁型装配件装配位姿调板调姿系统的空间自由度为：整系统及其机械结构M=6×(14—16—1)+(12+3X4)=6(2)物理模型如图1所示。当在4个驱动点全部加上电机驱动之后，系统的从机构学上可将其看