卧式双机联合自动钻铆系统压铆精度保障技术研究

基本信息
批准号:51775495
项目类别:面上项目
资助金额:61.00
负责人:毕运波
学科分类:
依托单位:浙江大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:方强,朱伟东,雷昌毅,赵丹,刘毅,刘金童,赵泽,李恒
关键词:
压铆钻铆系统精度保障干涉配合
结项摘要

As one of high-end technological equipments in aviation manufacturing, automatic drilling and riveting system has long been a bottleneck restricting the assembly quality and efficiency of large aircraft panel of our country. Regarding the new automatic horizontal dual-machine cooperative drilling and riveting system as the study object, this project make extensively research of equipment positioning, pressure riveting process and riveting control. By constrained kinematics modeling, unified parameter calibration and posture error compensation of the two cooperative machines, the precise positioning is realized in the system’s cooperative work space. By physical modeling and simulation of pressure riveting process, the inner mechanism of the production, accumulation and evolution of the riveting deformation is revealed, the geometric accuracy and physical properties are quantitative predicted, and the riveting processes are optimized scientifically. By designing the movement/pressure controller of presser foot in the process of preloading, the synchronous positioning and clamping operation of the bilateral presser foots is realized. By designing force/position hybrid controller in the process of pressure riveting, the accurate position and balanced force control are realized. Research findings will further enhance the ability of independent research and development of the automatic drilling and riveting system, and provide theoretical guidance and technical support for the high precision, high efficiency and high quality assembly of large aircraft panel in our country.

自动钻铆系统作为航空制造高端工艺装备之一,长期以来一直是制约我国大型飞机壁板装配质量和效率提升的瓶颈。本项目以新型卧式双机联合自动钻铆系统为对象,从设备定位、压铆工艺和压铆控制三个层面开展系统深入的研究,通过双机末端位姿协调运动学建模、参数统一标定和位姿误差补偿,实现钻铆系统工作空间精准定位;通过压铆过程物理建模与仿真,揭示壁板叠层结构压铆变形产生、积累和演变的内在机理,实现压铆几何精度和物理性能的定量预测与压铆工艺的科学优化;通过设计预压过程压脚同步运动/压力控制器,实现双侧压脚的同步定位和夹紧;通过设计压铆过程力/位混合控制器,实现压铆位置精确和压铆力平衡控制。研究成果将进一步提升我国自动钻铆系统的自主研发能力,为我国大型飞机壁板高精度、高效率和高品质装配提供理论指导和技术支持。

项目摘要

自动钻铆系统作为航空制造高端工艺装备之一,长期以来一直是制约我国飞机壁板装配质量和效率提升的瓶颈。本项目以新型卧式双机联合自动钻铆系统为对象,从设备定位、压铆工艺和压铆控制三个层面开展系统深入的研究。在设备工作空间定位方面,提出了位姿约束运动学建模、运动学参数联合标定和位姿误差降维空间网格化补偿方法,实现了双机双五轴联动钻铆系统全作业空间精准定位,双机末端位置跟随精度达到0.08mm,姿态跟随精度达到0.02°。在压铆工艺优化方面,建立了自动压铆系统多体闭链耦合压铆过程数值仿真模型,完整揭示了压铆过程中钻铆机、铆钉和壁板的多体耦合瞬态压铆形变规律;提出了一种基于双侧协同进给(顺序和同步性)的铆钉钉头齐平度误差补偿控制方法,提升了钉头齐平度精度;提出了一种基于自适应遗传算法(AGA)优化径向基神经网络(RBF)的自动钻铆机全作业空间压铆变形预测方法,并通过施铆侧铆头进给在线补偿压铆设备变形,保障了铆钉墩头成形精度。在压铆精度控制方面,建立了双机压铆系统等效柔性轴动力学模型,并设计了以自适应扰动观测器为内环、H_∞控制器为外环的压铆力控制器,进而提出了一种力/位置混合控制压铆方法,内侧执行器采用位置控制作为主轴,外侧执行器采用力控制作为从轴,解决了双机末端铆接力动态平衡控制难题,实现了铆钉压铆精确成型,钉头齐平度≤0.02mm,镦头高度误差±0.03mm,达到国际领先水平。项目共发表SCI论文19篇、EI论文1篇,授权国家发明专利4项。项目成果提升了我国自动钻铆系统的自主研发能力,并成功应用于歼-15等我国重点型号飞机壁板自动化装配,大幅提升了飞机壁板装配精度和质量。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
2

拥堵路网交通流均衡分配模型

拥堵路网交通流均衡分配模型

DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201804030
发表时间:2019
3

坚果破壳取仁与包装生产线控制系统设计

坚果破壳取仁与包装生产线控制系统设计

DOI:10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.21.004
发表时间:2018
4

卫生系统韧性研究概况及其展望

卫生系统韧性研究概况及其展望

DOI:10.16506/j.1009-6639.2018.11.016
发表时间:2018
5

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018

相似国自然基金

1

自动钻铆多历史应力统一特征及损伤衍变的疲劳机理

批准号:51575273
批准年份:2015
负责人:田威
学科分类:E0510
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
2

航空航天蒙皮钻铆移动机械臂关键技术研究

批准号:61803251
批准年份:2018
负责人:宋韬
学科分类:F0309
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于黑素合成的维药驱虫斑鸠菊中活性成分紫铆素、紫铆花素抗白癜风的作用机制研究

批准号:81260689
批准年份:2012
负责人:闫明
学科分类:H3218
资助金额:49.00
项目类别:地区科学基金项目
4

双层铝合金板的圆柱铆钉式新型平底铆压连接塑性变形机理及材料流动行为

批准号:51805416
批准年份:2018
负责人:陈超
学科分类:E0508
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目