面向最优匹配位置的大部件自动对接装配综合评价指标

火箭、飞机、舰船等大型产品结构复杂,多为分段制造后进行总装对接,此类分段大部件对接质量直接影响总体装配质量。传统的对接装配工艺自动化程度低、过度依赖专用检具和人工经验。部件对接装配最佳匹配位置的确定,是提高大部件对接装配效率和质量关键之一,基于先进测量设备和自动化定位装备,建立面向大部件最优匹配位置的综合评价指标体系。首先,基于点集匹配、直线对齐、平面匹配和曲面匹配的数学模型,建立大部件对接结构中各关键特征的装配准确度评价指标;其次,从制造准确度和协调准确度两个方面构建大部件对接装配最优匹配位置的综合评价指标体系,为部件制造质量评估提供有效的评价方法,也为部件之间最优匹配位置求解提供目标;最后,基于实验室自主研发的大部件对接平台,以筒段模拟件对接为研究对象,验证了这一综合评价指标体系在指导大部件装配对接的有效性,与传统工艺相比,可直接保证最优对接位置,提高装配质量。     

基于误差区域映射的并联机构精度设计研究

提出了一种并联机构误差传递建模的区域映射方法,采用确切的误差输出区域来描述机构末端的定位精度特性。基于Delaunay三角剖分,采用独立误差因素依次作用、逐层求解的方式建立了输出误差区域的边界推进求解算法,可快速确定末端位置和姿态误差的确切区域。采用上述方法,以末端输出位置误差区域的体积和最大值作为优化目标,对6-PSS型并联实验平台进行了精度设计,最终获得了确保定位精度性能的杆长公差参数。     

基于导电聚合物驱动器的可编程曲面设计与有限元分析

采用多片导电聚合物驱动器设计了一种连续的一维可编程曲面,通过控制每片驱动器两端的电压,可实现对曲面形状的控制。对单片驱动器建立了热-结构耦合等效模型,通过该模型分析了一维可编程曲面的运动特性,验证了该一维可编程曲面的控制是可行的。     

力觉交互控制的机械臂精密位姿控制技术

针对卫星装配过程中关键零部件质量体积较大,不易装配的问题,提出了基于力觉交互控制的机械臂精密位姿控制技术,通过在机器人末端安装六维力/力矩传感器,实时获取机器人末端负载重力和末端所受外部作用力,并将负载重力和外部作用力解耦,进而实现外部作用力对机械臂末端位姿的精密控制。同时,对机器人辅助装配控制系统及其架构进行了介绍,并提出了一种简单可行的六维力传感器标定方法。试验结果表明:该技术可以实现机器人末端位置的精密控制,具有结构简单、计算量小、操作方便等特点。     

无重叠视场视觉测量系统与标定方法

大部件对接场景下,二维视觉测量有着速度快、价格低等特点,是测量与定位的有效方法。将多个相机布置在大部件的对接端,可以同时拍摄到两个对接面的特征,实现快速定位从而引导对接。但由于场景复杂,二维视觉系统会面临着多个相机对视、没有重叠视场的问题,导致难以完成相机之间的参数标定。为了解决这一问题,本文提出一种面向大部件对接场景的无重叠视场视觉测量系统与标定方法。对于对视且视野不重叠的多相机系统,本方法仅需在多相机标定阶段,安装或粘贴二维标定板,多次拍摄后即可完成相机间的位姿标定。相对于其他无重叠视野的二维相机系统标定方法,本方法在保证标定精度的前提下,硬件安装更加灵活,极大地减少了人工作业,标定效率更高。