机器人镗孔加工系统稳定性分析

doi:10.7527/S1000-6893.2015.0064

材料工程与机械制造

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机器人镗孔加工系统稳定性分析

方强¹, 李超¹, 费少华¹, 孟涛²

1. 浙江大学机械工程学院, 杭州 310027;
2. 中国人民解放军驻西飞公司军事代表室, 西安 710089

收稿日期:2015-01-06 修回日期:2015-02-26 出版日期:2016-02-15 发布日期:2015-03-25
通讯作者: 方强,男,博士,教授。主要研究方向:飞机数字化装配、机器人制孔。Tel:0571-87953929,E-mail:fangqiang@zju.edu.cn E-mail:fangqiang@zju.edu.cn
作者简介:李超,男,硕士研究生。主要研究方向:机器人制孔。E-mail:mcsuperli@126.com;费少华,男,硕士,助理研究员。主要研究方向:伺服控制。E-mail:f307110@163.com;孟涛,男,本科,工程师。主要研究方向:飞机部件装配。E-mail:mengtao51378@qq.com
基金资助:
浙江省自然科学基金(LY13E050009)

Stability analysis of robot boring system

FANG Qiang¹, LI Chao¹, FEI Shaohua¹, MENG Tao²

1. College of Mechanical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China;
2. Military Agent's Room of Xi'an Aircraft Industry(Group)Company LTD, People's Liberation Army, Xi'an 710089, China

Received:2015-01-06 Revised:2015-02-26 Online:2016-02-15 Published:2015-03-25
Supported by:
Zhejiang Provincial Natural Science Foundation(LY13E050009)

摘要/Abstract

摘要：

为了解决大型飞机装配现场主起落架交点孔的镗孔精加工问题,提出了采用六自由度工业机器人及专用末端执行器组合的创新解决方案。压脚是抑制机器人镗孔加工系统颤振的核心环节。通过对施加压脚前后的机器人镗孔加工系统进行动力学建模,对系统的稳定性进行分析,得出压脚装置对加工系统稳定性叶瓣图的影响。最后通过实际镗孔加工实验验证了机器人镗孔系统在不同压脚压力下的加工稳定性,表明合理的压脚压力可提高稳定切深,拓展加工稳定区域,有效避免加工颤振。

关键词: 压脚, 工业机器人, 镗孔, 颤振, 稳定性叶瓣图

Abstract:

In order to perform the finish boring procedure of the aircraft landing gear's junction hole in the aircraft assembly field, a six axis industrial robot with a special designed end-effector system is proposed. The structure of pressure foot is a key technology to avoid chatter in this robot boring system. Through establishing an analytical model for stability limit prediction considering dynamical characteristics with and without pressure foot structure of the robot boring system, the chatter stability lobes is achieved and studied to reveal the mechanism of the chatter depressing of the pressure foot. In addition, experiments are conducted to verify the rationality of the theoretical modeling under different pressure foot parameter condition. The analytical model and experiments show that the stability of the robot boring process can be enhanced by applying pressure foot system and choosing a rational pressure value. Stable machining area is expanded and chatter is avoided.

Key words: pressure foot, industrial robot, boring, chatter, stability lobes

中图分类号:

V19
TP242.2

方强, 李超, 费少华, 孟涛. 机器人镗孔加工系统稳定性分析[J]. 航空学报, 2016, 37(2): 727-737.

FANG Qiang, LI Chao, FEI Shaohua, MENG Tao. Stability analysis of robot boring system[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2016, 37(2): 727-737.

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