大型复合材料机身壁板多机器人协同装配调姿控形方法
收稿日期: 2022-09-14
修回日期: 2022-10-09
录用日期: 2022-11-07
网络出版日期: 2022-12-06
基金资助
国家自然科学基金(52105502);国家商用飞机制造工程技术研究中心创新基金(COMAC-SFGS-2019-263);中央高校基本科研业务费专项资金(3042021601)
Pose and shape adjustment method for CFRP fuselage panel based on multi-robot collaboration
Received date: 2022-09-14
Revised date: 2022-10-09
Accepted date: 2022-11-07
Online published: 2022-12-06
Supported by
National Natural Science Foundation of China(52105502);Fund of National Engineering and Research Center for Commercial Aircraft Manufacturing(COMAC-SFGS-2019-263);Fundamental Research Funds for the Central Universities(3042021601)
针对飞机大型复合材料机身壁板尺寸大、曲率大、外形偏差不易控制等装配工艺特点，提出了一种基于多机器人协同的复合材料机身壁板装配调姿控形方法。实现了各机器人末端夹持单元预定位，并建立了多机器人柔性装配工装的全局运动学模型；通过多机器人主从协同运动实现复合材料机身壁板的调姿定位，分析了协同运动误差；构建了壁板形状控制点偏差与机器人运动量的变换关系，通过机器人的运动实现了复合材料机身壁板的形状控制。最后，对所提出的方法进行了应用实验验证，结果表明采用主从协同运动的调姿方法，调姿定位精度优于0.08 mm。形状调控后复合材料机身壁板形状精度可达0.6 mm，证明了该方法的可行性和有效性。
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Aiming at the assembly process characteristics of Carbon Fiber Reinforced Plastic （CFRP） fuselage panels， such as large size， large curvature， and difficulty to reduce the shape deviation， a pose and shape adjustment method for CFRP fuselage panel based on multi-robot collaboration is proposed. The pre-positioning of the clamping units on each robot is realized， and the global kinematic model of the multi-robot flexible assembly system is established. Through multi-robot collaborative motion， the pose adjustment of the composite panel is achieved， with the error analysis of the collaborative motion. The relationship between the deviation of shape-control point and the robot motion is established， the shape of the composite fuselage panel is then adjusted through the robot movement. Finally， the proposed method is verified by application experiments. The results show that the pose adjustment method can achieve a positioning accuracy of better than 0.08 mm， and the shape accuracy of the composite fuselage panel can reach 0.6 mm， which demonstrates the feasibility and effectiveness of the method.
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