面向裝配現(xiàn)場的機器人精密制孔系統(tǒng)
本書主要對航空航天制造產(chǎn)品開展了在裝配階段實現(xiàn)自動化制孔的研究，旨在推進機器人制孔系統(tǒng)的應(yīng)用。本書內(nèi)容包括：設(shè)計、研發(fā)鉆孔末端執(zhí)行器和螺旋銑孔末端執(zhí)行器；完成制孔系統(tǒng)軟件開發(fā)，對執(zhí)行器路徑規(guī)劃、作業(yè)算法、檢測功能進行開發(fā)；實現(xiàn)機器人與末端執(zhí)行器的自適應(yīng)控制；對鉆孔機理進行研究，對疊層材料進行鉆孔試驗；對銑孔機理進行研究，分別對TC4鈦合金、CFRP進行鉆孔試驗；對孔內(nèi)表面精整、孔緣毛刺去除機理進行研究并基于TC4鈦合金材料對孔內(nèi)表面精整、孔緣毛刺去除分別進行試驗分析。
更多科學(xué)出版社服務(wù)，請掃碼獲取。
目錄
前言
英文縮寫表
第1章 緒論 1
1.1 制孔技術(shù)及其設(shè)備發(fā)展 2
1.1.1 手工制孔 2
1.1.2 半自動制孔 3
1.1.3 全自動制孔 5
1.2 自動制孔系統(tǒng)分類及關(guān)鍵技術(shù) 12
1.2.1 大型自動制孔系統(tǒng) 13
1.2.2 工業(yè)機器人自動制孔系統(tǒng) 14
1.2.3 柔性導(dǎo)軌機器人自動制孔系統(tǒng) 15
1.2.4 爬行機器人自動制孔系統(tǒng) 16
1.2.5 機器人自動制孔系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 17
1.3 裝配現(xiàn)場機器人制孔系統(tǒng)的優(yōu)勢 22
1.3.1 裝配現(xiàn)場的現(xiàn)狀 22
1.3.2 裝配現(xiàn)場制孔存在的問題 23
1.3.3 機器人自動制孔系統(tǒng)的優(yōu)勢 23
參考文獻 24
第2章 制孔末端執(zhí)行器研制 30
2.1 鉆孔末端執(zhí)行器研制 30
2.1.1 技術(shù)要求 30
2.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計 31
2.2 自動制孔系統(tǒng)總體設(shè)計 42
2.3 銑孔末端執(zhí)行器研制 44
2.3.1 螺旋銑削單元設(shè)計 45
2.3.2 離合轉(zhuǎn)換機構(gòu)設(shè)計 47
2.3.3 軸向進給機構(gòu)設(shè)計 48
2.3.4 刀具夾持單元設(shè)計 51
2.3.5 承載框架與連接設(shè)計 51
2.3.6 控制系統(tǒng) 51
2.3.7 關(guān)鍵部件的強度校核 52
2.3.8 工作過程與特點分析 54
2.4 本章小結(jié) 56
參考文獻 56
第3章 制孔系統(tǒng)軟件開發(fā) 57
3.1 軟件系統(tǒng)基本組成 57
3.1.1 軟件控制拓撲 57
3.1.2 界面設(shè)計 59
3.1.3 制孔主界面功能 60
3.1.4 用戶管理 66
3.2 制孔路徑規(guī)劃與位置修正 66
3.2.1 制孔路徑規(guī)劃 66
3.2.2 位置修正 67
3.3 尋法算法 70
3.3.1 測量方案 70
3.3.2 測量原理 70
3.4 視覺檢測系統(tǒng) 72
3.4.1 需求分析 72
3.4.2 總體設(shè)計 73
3.5 自動換刀及刀具檢測系統(tǒng) 75
3.6 本章小結(jié) 77
參考文獻 77
第4章 考慮裝配空間受限的關(guān)節(jié)機器人高精度軌跡跟蹤神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 78
4.1 機器人動力學(xué)模型以及相關(guān)預(yù)備知識 80
4.1.1 機器人動力學(xué)模型 80
4.1.2 移位函數(shù) 83
4.1.3 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 84
4.2 控制方法設(shè)計和穩(wěn)定性分析 85
4.2.1 控制方法設(shè)計 85
4.2.2 穩(wěn)定性分析 87
4.3 仿真實驗 88
4.3.1 標(biāo)稱模型下的軌跡跟蹤控制 89
4.3.2 存在不確定項的軌跡跟蹤控制 92
4.3.3 模型參數(shù)未知且存在不確定項的軌跡跟蹤控制 95
4.4 本章小結(jié) 97
參考文獻 98
第5章 機器人鉆孔機理及試驗 99
5.1 鉆孔機理分析 99
5.2 主要試驗儀器設(shè)備 101
5.3 制孔試驗 103
5.3.1 鋁合金疊層材料制孔試驗 104
5.3.2 鋁合金/CFRP疊層材料制孔試驗 120
5.4 本章小結(jié) 132
參考文獻 133
第6章 機器人銑孔機理及試驗 134
6.1 螺旋銑孔運動分析 134
6.2 材料去除分析 141
6.3 切削力與切削溫度分析 143
6.3.1 仿真過程 143
6.3.2 試驗裝置 146
6.3.3 結(jié)果與討論 147
6.4 螺旋銑孔試驗 156
6.4.1 TC4鈦合金銑孔試驗 157
6.4.2 CFRP材料銑孔試驗 159
6.5 本章小結(jié) 169
參考文獻 169
第7章 孔精整機理及試驗 171
7.1 MAF技術(shù) 171
7.1.1 MAF技術(shù)的加工機理 172
7.1.2 MAF技術(shù)的特點 175
7.1.3 MAF技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 175
7.2 磁場分析 176
7.2.1 磁場分析步驟 176
7.2.2 磁場試驗方案 178
7.2.3 磁極類型對磁場影響 179
7.2.4 偏心距對磁場影響 185
7.3 孔表面光整試驗 194
7.3.1 孔內(nèi)表面精整機理 194
7.3.2 TC4鈦合金孔表面光整試驗 197
7.4 孔緣毛刺去除試驗 206
7.4.1 孔緣毛刺去除機理分析 207
7.4.2 TC4鈦合金孔緣毛刺去除試驗 212
7.5 本章小結(jié) 215
參考文獻 215
書單推薦
