一种自动钻铆末端执行器的设计

根据航空航天产品自动装配设备研制需求,提出了一种能够兼顾功能需求和优化目标的产品设计与评估方法,并将该方法用于有减重需求的多功能自动钻铆末端执行器结构设计。针对末端各个功能模块提出多种方案并进行评估,选择模块最佳方案的组合,并对整体结构进行改良。最终确定了一种考虑减重需求,能够实现检测、制孔及铆接等功能的自动钻铆末端执行器结构,通过与其他设计方法的对比分析和最终结构的运动仿真验证了该方法的有效性。     

基于模块化设计理论的自动钻铆系统设计

根据模块化设计理论,设计了一种飞机壁板装配自动钻铆系统,实现了飞机钻铆自动化.首先对模块化设计概念及其特点进行了简要阐述,指出模块化设计的一般步骤;然后按功能要求对自动钻铆系统进行模块划分;最后设计了相应模块的机械结构,并对自动钻铆系统中最重要的末端执行器模块进行了较深入的探讨.     

移动机器人自动钻铆技术及装备

对移动机器人自动钻铆技术展开了研究,提出了一种移动小车式机器人自动钻铆设备设计方案,分析了其功能组成及加工工艺流程,研究了末端执行器关键功能单元,即制孔、检测和铆接。最后,依据设计制造了一台原型机,试验结果表明,其各项技术指标达到了预期。     

一种基于3-RPC/6-UPS并联机构的自动钻铆机器人

提出一种基于3-RPC/6-UPS并联机构的自动钻铆机器人,旨在完成飞机壁板的钻铆加工任务.执行钻铆加工时,机器人相当于一台固定式并联机床;步行时,机器人可以视为一个足式机器人.建立了控制机器人钻铆执行器的6-UPS并联机构逆运动学模型,采用数值搜索方法得到钻铆执行器末端的工作空间.建立了控制机器人行走的3-RPC并联...     

面向自动钻铆离线编程系统的运动仿真技术

针对五轴自动钻铆系统的结构和运动特点,构建了自动钻铆离线编程系统架构,开发了五轴自动钻铆系统加工运动仿真模块。根据调姿过程中钻铆点均相对固定于托架坐标系这一特点,提出了一种基于动坐标系位姿点的运动学反解算法;在此基础上提出了一种具有实时干涉检验功能的钻铆路径规划方法;在CATIA DMU模块通过CAA的二次开发方法实现机床运动仿真的需求;以某飞机壁板类零件对该仿真系统进行了验证。结果表明,所提方法能够有效识别出运动路径上的干涉部位并通过施加途经点的形式避让该干涉部位。     

一种串并联五坐标自动钻铆机

根据飞机自动化装配的功能需求,研制了一套基于串并联机构的全自动钻铆系统。基于螺旋理论的分析方法对并联机构进行了自由度分析,证明该钻铆机构能够进行五坐标的调姿运动。在UMAC控制平台的基础上开发了钻铆机控制系统,设计钻铆机的控制软件及用户界面,并进行了实验验证。结果表明该自动钻铆机能实现飞机壁板自动钻铆需求。     

机器人自动钻铆系统的现场快速自定位方法

机器人自动钻铆系统在航空产品零部件制造和装配中得到了越来越广泛的应用。提出了一种利用钻铆机器人末端执行器上携带的单个工业相机进行现场机器人快速自定位的方法。该方法只需要以示教方式驱动钻铆机器人带动末端的工业相机对工件坐标系下6个以上坐标已知的定位点依次单独成像,即可简便快捷地确定出机器人基坐标系与工件坐标系之间的变换关系,结果表明,坐标系之间的旋转向量的偏差小于0.004,平移向量在x、y、z方向的偏差的绝对值都小于0.5 mm,实现机器人高精度自定位。推导了基于定位点依次单独成像的机器人自定位数学模型,并针对这一新模型提出了一种高效稳健的求解算法。该方法不受定位点分布结构的限制,可以直接利用自动钻铆系统自带的单个工业相机,无需激光跟踪仪等额外的坐标测量系统进行繁琐的三维测量和数据处理,因此机器人与工件的现场找正过程更加便捷高效。针对多个定位点依次单独成像所建立的定位模型和求解方法可以广泛应用于解决各类"手-眼"机器人系统的自定位问题。     

飞机自动装配机器人设计及仿真

文中设计了一种用于飞机自动铆接装配的机器人,实现飞机钻铆自动化。为了满足铆接过程中对末端执行器位置及姿态的要求,设计中采用6自由度机械人加钻铆单元的总体结构,而钻铆单元由复合刀盘和分度机构两部分组成,其中复合刀盘上均匀布置4个钻孔单元和1个压铆单元,使同一刀盘能满足多种直径规格铆钉的铆接需要。     

适应自动钻铆的壁板预装配柔性定位装置设计

飞机壁板在预装配完成后,自动钻铆时需利用托板对其重新定位,降低了装配效率。结合飞机壁板的结构特点和自动钻铆工艺等,设计了一套能够适应自动钻铆的壁板预装配柔性定位装置,并利用遗传算法对其结构进行了优化。该装置可实现对多块飞机机身壁板的柔性预装配,并可与自动钻铆机良好的结合,避免了飞机壁板在自动钻铆机托架上的二次定位,提高了装配效率。     

航天钻铆装备自动送钉技术应用及铆模结构分析

针对航天钻铆装备人工送钉效率低下的问题,提出一种自动送钉的方法,并对铆模做了结构优化以适应自动送钉钻铆装备的需要。通过有限元模拟铆模在结构更改前后所受应力与变形情况,得到两种铆模在铆接4 mm、5 mm和6 mm铆钉时的应力与变形量的分布云图及变化趋势,为优化铆模结构提供参考。     

自动钻铆托架围框横梁的优化设计

针对传统自动钻铆托架结构笨重、自重变形大的问题,采用iSIGHT平台集成ABAQUS有限元分析软件对自动钻铆托架围框横梁截面参数进行优化设计,最终减轻了托架结构重量,减小了结构变形。     

Optimizing the functional design and life cycle cost of mechanical systems using genetic algorithms

This paper presents a genetic algorithm-based approach for automatic functional design of mechanical systems. The proposed method automatically finds a set of optimal or near-optimal design solutions with respect to desired functional requirements stored in a pre-built device database. Although, typically, the design solution space of a given mechanical system is very large, the proposed strategy can generate high-quality design solutions in a timely manner. The method considers life cycle cost (LCC) factors as one of the design optimization criteria, since LCC factors have an important impact on product competency in the current market. Fuzzy logic is used to transform linguistic design requirements into numerical values. A case study is presented to illustrate the operation of the genetic algorithm-based functional design method and the efficiency of the method for optimizing the final design.     

基于 RFID 的智能化烟草生产自动控制系统设计

考虑到传统系统在实现智能化烟草生产自动控制时,登录、信息管理及吞吐量和响应时间无法满足用户需求,设计基于 RFID 的智能化烟草生产自动控制系统。 基于烟草生产自动控制系统整体架构,利用智能化烟草生产自动控制的复位电路和外围接口电路,设计智能化烟草生产控制电路,完成系统硬件设计;在系统软件设计中,利用 RFID 技术识别控制要素的重要度特征,通过控制指标矩阵的一致性检验,计算每个控制指标的相对权重,确定烟草生产自动控制指标权重,结合烟草生产自动控制算法设计,实现智能化烟草生产的自动控制。 实验结果表明,基于 RFID 的智能化烟草生产自动控制系统不仅在用户登录管理模块和基础信息管理模块中可满足用户的功能需求,还可以通过提高吞吐量和缩短响应时间,满足用户的性能需求。     

A Heuristic State–Space Approach to the Functional Design of Mechanical Systems

This paper presents a knowledge-based approach for automating the functional design of mechanical systems. By using our proposed automated functional reasoning strategy, which is based on a heuristic search method, a set of physical behaviours can be reasoned out automatically from the desired functions. The interconnection of these behaviours is possible when the functional outputs of one are compatible to the corresponding functional requirements of the next one. Though the design space for behavioural configuration is very large, by defining its heuristic evaluation function as a fuzzy multicriteria decision-making (FMCDM) problem, the proposed heuristic search method can lead to a near optimum design solution in a reasonable time. A case study for the automated functional design of an automatic assembly system is given to illustrate the operation of the proposed heuristic search method, and to show its effectiveness in functional reasoning and optimizing the final design.     

自动气象站机械设计的探讨

自动气象站的机械设计主要是根据机械的基本结构形式进行设计。其设计一方面要满足总体对机械结构的功能要求,另一方面要配合电气和产品质量特性的设计,如环境适应性设计、电磁兼容性设计、安全性设计等,以确保达到这些质量特性目标。本文针对自动气象站的特点论述对机械设计的基本要求,把基本要求分成功能设计、质量特性设计、改进设计三个层次,以达到不同目标。重点论述机械设计与质量特性设计的配合,最终达到自动气象站的总体设计目标。     

一种航空终端设备的多学科优化减重设计

研究了一种航空终端设备多学科优化的减重设计方法,该方法结合了结构强度仿真分析、散热仿真分析等多学科优化设计方法,详细介绍了具体的优化设计过程。采用所提出的优化方法,使该设备在满足各项技术指标的前提下,总质量减少了23%,达到了减重设计目标。     

基于多学科优化的一种天线接口单元减重设计

研究了一种天线接口单元多学科优化的减重设计方法,详细介绍了结构强度仿真分析、散热仿真分析等多学科优化设计方法以及达到设计目标的过程。采用本文提出的优化方法,可使某设备在满足各项指标的条件下总质量减少22%。     

某机载电子设备轻量化设计研究

某型飞机严酷的载机环境对其列装的电子设备的重量和结构可靠性提出了更高要求。文中通过整机布局优化、功能模块整合、主承载结构优化的并行设计方法对机载电子设备开展减重设计,并进行了结构动力学仿真分析。结果表明,在满足结构力学性能基础上,减重设计后的设备质量降低了13%,并通过了随机振动、冲击等环境适应性试验。文中采用并行设计的方法,实现了电子设备轻量化设计,可供电子设备结构设计参考。     

一种基于理想度与粗糙数多属性决策的复杂非线性系统设计方法

针对产品概念设计阶段设计特性及需求的模糊不确定性,提出了一种基于理想度与粗糙数多属性决策的复杂非线性系统设计方法。确定目标技术系统集合与超系统集合,对子系统进行理想化水平求解;构建系统功能结构模型和产品设计特性层次结构图,并基于粗糙数求解权重因子;计算得出设计需求相对评价结果,确定目标子系统复杂性;借助发明问题解决理论消除系统复杂性。下肢外骨骼工程实例验证了该方法的可行性和有效性。     

基于PLC的自动装配机控制系统的设计与实现

针对所速自动装配机的结构和功能要求,设计了一种基于PLC的自动装配机控制系统,详细介绍了系统的硬件结构和PLC地址分配情况,重点阐述了控制软件的开发过程及部分控制程序设计要点与内容,最后对自动装配机远程监控功能的实现,作了简要介绍.该自动装配机控制系统结构简单,可靠性高,显著提高了生产效率和产品品质,具有较高的实用价值.