叠层结构机器人制孔压紧力预测

来源：浙江大学学报·工学版杂志2015年第12期北京时间：

作者：陈威, 朱伟东, 章明, 赵健冬, 梅标

单位：1. 浙江大学 机械工程学院, 浙江 杭州 310027; 2. 浙江中能工程检测有限公司, 浙江 杭州 311106

摘要：为了能合理地选择机器人制孔过程中的压紧力,基于叠层结构间隙消除的基本原理,提出机器人制孔过程中考虑初始间隙的压紧力预测方法.通过分析机器人自动化制孔过程中机身壁板刚度对各制孔位置所需压紧力大小的影响,并根据机身壁板的结构特点,对机身壁板的区域进行划分.在制孔过程中,层间间隙的不同也会导致所需压紧力的不同,因而分析叠层制孔过程中间隙的形成原因以及间隙对压紧力的影响.基于构建的壁板结构有限元仿真模型,结合影响系数法获取蒙皮和长桁的刚度矩阵,利用蒙特卡洛模拟生成蒙皮和长桁的初始间隙,基于弹性力学原理计算各制孔位置间隙消除所需的制孔压紧力.采用预测的压紧力在机器人制孔平台上进行制孔实验.实验结果表明：制孔后层间毛刺高度均小于0.1 mm,满足飞机装配中紧固孔的制孔质量要求.所提出的机器人制孔压紧力预测方法能够实现压紧力的准确预测,并有效抑制飞机壁板自动化制孔过程中毛刺的产生,确保紧固孔的制孔质量,为高效率的飞机自动化装配提供了技术支持.

关键词：

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51205352)； 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2014FZA4003).