自主移动机器人制孔系统集成与优化

摘要

在强国战略“中国制造2025”的号召下，国内航空制造业正从传统的制造模式向智能制造过渡，其中针对大飞机生产制造精度要求高、装配难度大、装配周期长的特点，装配工艺装备正朝着智能化、柔性化、轻型化方向发展，其中高效、可靠的轻型自主移动机器人制孔系统对实现大飞机自动装配尤其具有重大意义。本文主要针对大飞机机身中段对接制孔的需求，对自主移动机器人制孔系统进行了集成与优化，实现了自主移动机器人制孔系统在大飞机表面进行稳定吸附行走、基准检测、法向找正和高精度制孔功能，主要研究内容如下：
　　（1）针对大飞机机身产品的特点，对自主移动机器人制孔系统的需求和任务进行了详细分析，确定了整体工作流程与控制方案，提出了分层化软件组态设计以及拓扑状硬件组态方式。
　　（2）对自主移动机器人制孔系统进行了软硬件集成，开发了基于可复用核心构件的系统控制软件，并基于EtherCAT现场总线以拓扑状组态方式集成了所有硬件设备。
　　（3）设计了自主移动机器人制孔系统模块化功能测试方案，对系统的吸附行走、基准检测、法向找正和制孔功能进行了测试，提出了结构与控制的改进方法，对系统进行了综合优化。
　　（4）对自主移动机器人制孔系统进行了模态分析，通过分析有限元仿真和模态实验结果，对后期系统结构提出了优化改进建议，并通过制孔实验对模态实验结果进行了验证，同时优化了制孔工艺。

目录

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注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文结构和主要内容安排

第二章 系统需求分析及集成控制方案

2.1 前言

2.2 需求分析及系统组成

2.3 系统集成控制方案

2.4 本章小结

第三章 制孔系统软硬件集成

3.1前言

3.2系统控制软件开发

3.3硬件系统集成

3.4本章小结

第四章 制孔系统功能试验及优化

4.1前言

4.2功能试验与问题总结

4.3系统优化方案

4.4系统优化结果

4.5本章小结

第五章 制孔系统模态分析及工艺优化

5.1前言

5.2制孔系统有限元分析

5.3制孔系统模态分析实验

5.4模态分析结果验证及工艺优化

5.5本章小结

第六章 研究总结与展望

6.1研究总结

6.2研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文