面向航空發(fā)動機(jī)薄壁回轉(zhuǎn)體復(fù)材構(gòu)件裝配的機(jī)器人調(diào)姿定位系統(tǒng)*

（中國航空制造技術(shù)研究院，北京 100024）

航空發(fā)動機(jī)上有些重要的回轉(zhuǎn)體薄壁復(fù)材構(gòu)件，其錐形外表面上要裝配數(shù)十件形狀各異的金屬零件和鉆制數(shù)以千計(jì)的鉚接用孔，在裝配過程中構(gòu)件的調(diào)姿效率和制孔定位精度成了影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)能的關(guān)鍵因素[1]。國內(nèi)在該航空產(chǎn)品的制造裝配尚未完全擺脫人工作業(yè)模式[2]，在產(chǎn)品的裝配精度、裝配效率、狀態(tài)穩(wěn)定性、制造成本以及作業(yè)強(qiáng)度、環(huán)境方面尚需進(jìn)一步提升，以適應(yīng)現(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求[3]。探索并研制一種結(jié)構(gòu)緊湊、高效、高精度的機(jī)器人自動調(diào)姿定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)薄壁回轉(zhuǎn)體復(fù)材構(gòu)件產(chǎn)品的高質(zhì)量自動化裝配、提高生產(chǎn)效率，解放生產(chǎn)力已成為業(yè)界的目標(biāo)，也是全面實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)及其重要部件智能制造的必經(jīng)之路[4]。

機(jī)器人調(diào)姿定位系統(tǒng)

自主研制的航空發(fā)動機(jī)回轉(zhuǎn)體薄壁復(fù)材構(gòu)件裝配的機(jī)器人調(diào)姿定位系統(tǒng)，如圖1所示。

本機(jī)器人調(diào)姿定位系統(tǒng)可按產(chǎn)品數(shù)模預(yù)先規(guī)劃孔位信息數(shù)據(jù)，自動以一定的姿態(tài)配合鉆鉚機(jī)聯(lián)動，并使裝配孔位法矢對準(zhǔn)鉆鉚機(jī)的工作中心，且孔心法矢正好與上、下鉚頭工作中心線重合，此時上鉚頭推送緊固件，然后進(jìn)行鉆鉚，以此類推，完成所有孔位的高質(zhì)量調(diào)姿定位任務(wù)。

該機(jī)器人調(diào)姿定位系統(tǒng)的研制分為機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動學(xué)解析、電氣控制設(shè)制和系統(tǒng)驗(yàn)證4個部分。

機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)見圖2，主要由基座、機(jī)身、小臂、關(guān)節(jié)、末端手掌、氣動卡爪、輔助支撐等構(gòu)成。……