摘要：受工业机器人本体结构几何及非几何误差因素的影响,机器人执行末端的实际运动轨迹与其理论规划轨迹往往不一致,这严重限制了机器人在加工领域的拓展应用。另外,通过研究发现机器人除在工作空间上定位误差等级存在差异分布外,在服役时间上随着机器人工作性能的退化也会显著恶化其定位精度。为解决该问题,提出了一种基于定长记忆窗增量学习的机器人定位误差在线自适应补偿方法。在该方法中,首先定量分析机器人定位误差与位姿的相关关系,将工作空间划分为多个位姿区块并创建校准样本库,建立了位姿映射模型的自适应优化机制以克服空间中误差等级差异分布的问题;然后设计了定长记忆窗增量学习算法,克服神经网络模型的灾难性遗忘缺陷,并平衡了在线模式下建立机器人新、旧位姿数据映射关系的精度和效率,解决了机器人性能退化加剧定位误差影响位姿映射模型适用性的问题,从而确保算法的补偿精度稳定在目标精度水平线以上;最后,利用St?ubli机器人和UR机器人对所提方法进行了精度在线补偿实验验证。实验结果表明该方法可将St?ubli机器人的定位误差从0.85 mm降至0.13 mm,将UR机器人的定位误差从2.11 mm降至0.17 mm,明显提高了机器人的定位精度,且通过对比发现所提方法的性能明显优于其他同类已发表方法。

摘要：为解决焊装夹具设计中插枪工作重复繁琐而致效率低下的问题,首先通过对焊点、车身板件、焊枪之间装配关系进行研究,构建了插枪的工作流程,得到了焊点信息建模及焊枪定义和姿态调整的相关方法。然后通过CATIA二次开发技术,建立了一套快速插枪的软件模块。最后通过实例应用,对软件的功能和算法进行了验证。结果表明,该软件实现了插枪的批量处理工作,提高了企业的工作效率。

摘要：针对大型空间展开机构桁架铰链装配中重力卸载过程复杂、需手工反复调整、装配精度一致性差的难题,提出一种采用协作机器人辅助的桁架铰链微重力装配方法。首先提出协作机器人辅助的微重力装系统架构和工艺流程;然后利用视觉引导结合四元数有界偏差关节路径规划法,实现桁架铰链的快速自动抓取;构建基于D-H法的机器人运动学模型,并利用牛顿—拉夫森迭代法在线补偿位姿误差,提高机器人在桁架铰链装配中的绝对定位精度;最后构建桁架铰链的重力卸载等效模型,并利用基于内环位置控制的机器人阻抗控制方法,实现桁架铰链的自动平稳重力卸载。实验表明,该方法的位姿精度满足桁架铰链装配要求,并可使桁架铰链以临界阻尼形式进行平稳重力卸载,为大型空间展开机构关键组件高精度装配和重力卸载提供理论依据和技术支持。

摘要：针对大型构件装配界面加工中刀具磨损和表面质量的监测状态与加工任务关联性弱、切削参数优化中未考虑刀具磨损的实际与理论值的差异性及对工人经验的强依赖性等问题,提出了一种事件驱动考虑加工任务和监测状态的切削参数在线优化方法。首先,建立了事件驱动的切削参数在线优化框架,利用事件处理技术监测装配界面加工过程,确保各阶段加工任务正确,进而通过事件驱动监测与优化方法。其次,在该框架下对异常监测事件(如刀具寿命报警、表面粗糙度报警等)处理,触发混合遗传粒子群优化算法实现切削参数在线优化。最后,通过某型飞机垂尾装配界面样件的加工试验数据和系统验证了所提方法的有效性。结果表明该方法能够有效保证大型构件装配界面的加工质量和效率,为加工过程的监测和切削参数在线自适应优化提供了理论基础和技术支持。

摘要：针对可重构装配型架因安装过程繁琐、装调难度大而被限制应用的问题,在分析其装调流程及技术需求的基础上,提出人与智能眼镜相结合的增强工人模型,构建了基于信息物理系统的智能装调技术框架,并设计了面向可重构装配型架的信息物理装调系统。针对所提出的信息物理系统技术框架,制定了面向可重构装配型架的自定义应用层通信协议,实现了装配现场设备的互联互通。建立了基于工作流的可重构装配型架装调过程可视化指导流程和方法,实现了装调过程中决策信息的快速获取和无纸化展示。提出采用惯性测量单元辅助的精确装调引导方法,解决了定位器精调时反复操作的难题。以某无人机垂尾可重构装配型架为例,验证了应用该装调技术能够改变工人的传统作业模式,显著提高装调效率。

摘要：为减小大飞机垂尾装配界面精加工过程中产生的加工振动对其精加工质量的影响,需掌握装配界面加工过程的动力学特性,而动力学特性与其模态参数密切相关。因此,为获得装配界面各阶模态参数,针对其动态精加工过程,提出了一种优化STD环境激励下结构模态参数识别方法。该方法首先由装配界面的实测加工振动数据构造Toeplitz矩阵,并将其作为STD法的输入,进而求出装配界面各阶次模态参数,并构成模态参数下三角矩阵。然后利用模态置信因子及模态保证准则选出阶次相对稳定的模态参数作为装配界面的真实模态参数。最后,通过切削实验和锤击测试验证优化STD法的正确性和有效性。将锤击实验模态结果作为装配界面的模态参数测量参考值,以一阶模态频率识别结果为例,该方法相比于传统STD法和SSI法,识别精度分别提高了12.71%和3.82%;同理其余各阶模态参数识别精度均有不同程度的提高。通过优化STD法可准确高效地获得装配界面的模态参数,为其精加工工艺参数的合理选择提供了理论依据和技术支持。

摘要：大飞机垂尾装配界面是由钛合金制成的大型结构件,由于结构刚度低,在精加工时易产生振动、回弹变形和让刀等现象,对其精加工质量造成严重影响。为此,基于电磁感应原理设计了一款新型电涡流阻尼器用于抑制装配界面精加工中的多模态振动。首先,介绍了阻尼器的结构,并建立了其阻尼特性的理论模型。然后,基于该模型分别研究了不同磁极厚度、导体厚度和磁极数等对阻尼器阻尼特性的影响,并确定了阻尼器关键零组件的材料及几何参数。基于此,建立了装配界面抑制系统的动力学模型,并通过数值分析和有限元仿真方法得到了装配界面振动速度与阻尼器阻尼特性的变化规律。最后,通过动力学测试和切削实验对阻尼器的抑振性能进行了验证。锤击测试结果表明该阻尼器能明显提高装配界面抑振系统的阻尼比和等效刚度,阻尼比最大能提高2.17倍,等效刚度最大能提高1.65倍,能大幅衰减装配界面在冲击激励下产生的自由振动。切削实验结果表明该阻尼器能显著提升装配界面精加工过程的稳定性,装配界面时域信号的振动幅值最大能降低64.4%。通过对比实验结果得知双阻尼器配置对装配界面的抑振效果更好,能明显提高其动态可加工性,工艺参数轴向切深能提高至2.0mm,主轴转速可提升至500r/min,这为保证和提高装配界面的精加工质量提供了一种简单可行的解决方案。

摘要：为满足STEP-NC数控系统研究需要,在研究STEP-NC信息模型、程序结构基础上,首先提出STEP-NC数控系统人机界面(MMI)软件的过程模型,并阐述各组成模块的功能。随后针对STEP-NC数控系统MMI实现的关键问题,设计并实现了信息提取、数据显示、路径生成、切削仿真及G代码生成等功能模块。并通过STEP-NC标准的一个测试件实例验证本软件的正确性及有效性。

摘要：为了提高钣金折弯工序规划的效率,需要保证在不干涉的前提下,为每个工步选择合适模具,使得模具更换、板料的掉头和翻转次数尽可能少。为此,采用一种改进的高效遗传算法对折弯工序进行优化设计。该方法将发生干涉的工序位置引入适值的计算,在初始种群中快速进化出更优个体,同时为了提高遗传算法的收敛速度,将每一代中的最优个体直接保存到下一代中。实验结果表明该算法相对传统方法更具有高效性,能够快速得到近似最优解的工序方案。

摘要：装配型架的骨架布局设计需要综合考虑与装配产品和定位夹紧件的约束关系,设计过程繁琐复杂,且很难达到最优设计。为了提高骨架的设计效率和设计质量,提出一种基于最小二乘法的骨架优化布局方法。首先基于最小二乘法建立了骨架优化布局的数学模型,其次建立了不同装配产品定位特征分布情况下的模型最优解求解算法,最后以CATIA系统为平台基于CAA二次开发实现了该骨架优化布局算法,通过某型飞机翼面和前机身产品验证了该算法的有效性。该方法使骨架布局设计更简单快捷,且是优化设计结果,能有效缩短设计周期,大大提高骨架设计质量。