机器人化螺旋铣孔运动的矢量建模与仿真.pdf

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1、第20卷第3期计算机集成制造系统Vo【．20No．32014年3月ComputerIntegratedManufacturingSystemsMar．2014DOI：10．13196／j．cims．2014．03．shanyicai．0612．6．20140318机器人化螺旋铣孑L运动的矢量建模与仿真单以才，何宁，李亮。(1．南京信息职业技术学院机电学院，江苏南京210046；2．南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：为满足现代飞机机身组件高效精密制孔的装配需求，提出一种新型的机器人化螺旋铣孔系统，以弥补现有机器人钻孔系统柔性加工能力的不足。通过对螺旋铣孔机理的简要分析，构建了

2、两种典型的机器人化螺旋铣孔加工方式，比对了两种加工方式的优缺点。运用矢量分析法，建立了两种螺旋铣孔运动的矢量方程，并给出了相应的矢量表达式。通过刀尖轨迹的运动仿真，验证了矢量方程建立方法的可行性与正确性。关键词：机器人化制孑L系统；螺旋铣孔；矢量建模；运动仿真中图分类号：THl22文献标识码：AVectormodelingandsimulationofroboticorbitaldrillingmotionSHANYi—cai，HENing。LILiang。(1．SchoolofMechanical&ElectricalEngineering，NanjingCollegeofInformati

3、onTechnology，Nanjing210046，China；2．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering．NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Tosatisfyassemblyrequirementofprecisehole-makinginmodernaircraftcomponents，anewroboticor—bitaldrillingsystemwasadvancedtomakeuptheflexibledeficien

4、cyinpresentroboticdrillingsystem．Afteranalyzingtheprincipleoforbitaldrilling，twotypicalroboticorbitaldrillingmethodswereconstructed，andacomparisonwasmadebetweenthetWOprocessingmethods．Throughvectoranalysismethod，thevectorequationsoftwoorbitaldrillingmotionswereestablished，andthevectorexpressionsoftw

5、otypicalorbitaldrillingmovementswerealsogiv—en,Thefeasibilityandcorrectnessofvectorequationswereverifiedthroughmotionsimulationoftoolnose．Keywords：robotichole-makingsystem；orbitaldrilling；vectormodeling；motionsimulation有的该类制孔系统因多采用钻孔工艺，易带来制孔0引言轴向力过大、刀具磨损严重、工艺流程复杂等加工问随着国产支线飞机ARJ一700的成功投产以及题，目前仅适用于&TL

6、径的加工场合。为满足不同大客C919研制的不断推进，如何提高大型骨架件航空材料的高效精密制孔要求，尤其是钛合金、碳纤装配制孔的质量与效率，成为整机总装阶段的研究维增强复合材料等难加工材料深厚度、大尺寸连接热点I]。机器人化自动制孔系统以其灵活性好、自孔的加工，迫切需要开发一些面向大型工件的新型动化程度高、成本低、效率高等优势，成为今后飞机高效精密制孔系统【。大型、超大型工件智能化制孔的发展主流_3]。但现螺旋铣孔也称轨道式铣孔，是一项以铣削方式收稿日期：2012—11—25；修订日期：201303—05。Received25Nov．2012；accepted05Mar．2013．基金项目：航空

7、科学资金资助项目(2010352005)；国家科技重大专项资助项目(2012ZX04003—031)；江苏省高校“青蓝工程”资助项目(2012—12)。Foundationitems：ProjectsupportedbytheAviationScienceFund，China(No．2010352005)，theNationalScienceandTechnolo—gYMajorProject，C