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1、中圖分類號(hào)：V262.4論文編號(hào)：102870515-S194學(xué)科分類號(hào)：082503碩士學(xué)位論文飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配鉆鉚加工控制技術(shù)研究研究生姓名李冬磊學(xué)科、專業(yè)航空宇航制造工程研究方向飛機(jī)柔性裝配技術(shù)指導(dǎo)教師沈建新教授南京航空航天大學(xué)研究生院機(jī)電學(xué)院二О一五年三月iNanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchonControlTechnologyofA
2、ircraftDigitalFlexibleAssemblyDrilling&RivetingAThesisinAeronauticalEngineeringbyLiDongleiAdvisedbyProf.ShenJianxinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015ii承諾書本人聲明所呈交的博/碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論
3、文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：iii飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配鉆鉚加工控制技術(shù)研究摘要在航空制造領(lǐng)域，基于工業(yè)機(jī)器人的柔性裝配鉆鉚技術(shù)憑借其高效率、高質(zhì)量和高可靠性等顯著優(yōu)勢(shì)，已成為飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配的重要發(fā)展趨勢(shì)。自動(dòng)鉆鉚控制技術(shù)作為柔性裝配鉆鉚系統(tǒng)的統(tǒng)籌核心，優(yōu)選工業(yè)通
4、信方式靈活組態(tài)現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備，根據(jù)自動(dòng)鉆鉚功能特點(diǎn)制定最佳控制策略和實(shí)施方案，從而確保自動(dòng)鉆鉚加工任務(wù)高效、準(zhǔn)確、有序完成。本文主要圍繞飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配鉆鉚多功能復(fù)雜集成控制這一核心問題，開展了基于軟硬件結(jié)合方式的自動(dòng)控制技術(shù)研究。主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)提出了自動(dòng)鉆鉚控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。從柔性裝配鉆鉚系統(tǒng)的功能需求入手，分析了整體架構(gòu)、設(shè)計(jì)功能及工作流程，進(jìn)而提出了控制系統(tǒng)基于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)組態(tài)的硬件設(shè)計(jì)模式和基于多軟件平臺(tái)協(xié)同的軟件設(shè)計(jì)模式，并以此完成了自動(dòng)鉆鉚控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。(2)開展了工業(yè)機(jī)器人外部自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用研究。
5、針對(duì)自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)對(duì)工業(yè)機(jī)器人提出的高絕對(duì)定位精度、廣可達(dá)空間和易集成控制等性能要求，靈活運(yùn)用庫(kù)卡機(jī)器人外部自動(dòng)控制機(jī)制，設(shè)計(jì)了集成精度補(bǔ)償算法的機(jī)器人本體高精度外部自動(dòng)控制和基于PID閉環(huán)反饋的分站式擴(kuò)展地軌精確的控制方案，研究了基于上位機(jī)統(tǒng)籌的雙機(jī)器人系統(tǒng)控制技術(shù)。(3)進(jìn)行了自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)模塊化控制技術(shù)開發(fā)。應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)思想，分別設(shè)計(jì)了基于多功能末端執(zhí)行器伺服系統(tǒng)控制和氣動(dòng)系統(tǒng)控制的加工模塊控制方案，基于送釘流程規(guī)劃與邏輯時(shí)序控制技術(shù)的送釘模塊控制方案，和基于多傳感器集成控制思想的數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊控制方案。(4)設(shè)計(jì)了自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)上
6、位層集成控制軟件。采用分層化開發(fā)思想設(shè)計(jì)了上位層集成控制軟件總體方案，進(jìn)而完成了集成控制軟件用戶界面層和控制底層的開發(fā)工作。最后搭建了綜合試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)自動(dòng)鉆鉚控制系統(tǒng)中的核心功能實(shí)施了試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的自動(dòng)鉆鉚控制系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，控制周期小于200ms，總體加工空間絕對(duì)定位精度控制在±0.5mm以內(nèi)，制孔精度達(dá)到H8，制孔節(jié)拍可達(dá)4個(gè)/min，滿足航空工業(yè)制孔相關(guān)要求。關(guān)鍵詞：控制技術(shù)，飛機(jī)裝配，工業(yè)機(jī)器人，自動(dòng)鉆鉚iv南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTIntheareaofaerospacemanufactur
7、ing,thetechnologyofflexibleassemblydrilling&riveting,basedonindustrialrobots,withitssignificantadvantagesofhighefficiency,highqualityandreliability,hasbecomeoneoftheimportanttrendsofdigitalaircraftflexibleassembly.Ascoordinatingkernelofaflexibleassemblydrilling&rivetin
8、gsystem,controltechnologyoptimizesthewaysofindustrialcommunicationtoaflexibleconfigurationofcontrolleddevices.Besides
