免费论文：飞机机头部件柔性装配机构设计与仿真求解技术研究

飞机装配技术是飞机制造技术的重要组成部分，其先进性程度集中体现了飞机制造的总体水平。由于传统装配工装存在着设计周期长、占地面积大、通用性能差和装配精度低等不足，因此各种柔性装配技术应运而生。本文面向航空工业飞机数字化柔性装配技术的发展需求，针对大型飞机机头部件进行柔性装配机构设计与仿真求解技术研究，对推动柔性工装技术的应用和提高飞机装配技术水平具有重要意义。结合机头部件自身的大尺寸、易变性和形状不规则等特点，分析了柔性装配需求。在需求分析的基础上设计了三种柔性装配机构方案；通过综合比较三种方案的优缺点确定了柔性装配机构为4-PPPS并联机构。该柔性装配机构主要包括工装底座和4个精密三坐标定位器，通过四条支撑臂对机头部件进行夹持；定位器呈前后两排、前低后高布局，能够实现对机头部件空间6自由度位姿调整。利用ABAQUS有限元软件，对柔性装配机构的定位器和底座进行了强度分析和校核计算；通过研究不同截面尺寸和厚度的方钢对定位器强度的影响规律，优化了定位器的尺寸；分析了机头部件连接前和连接后整个装配机构的重心位置变化。研究了装配机构的位姿反解算法，并应用位姿反解算法求解机头部件由初始位姿调整到目标位姿过程装配机构的关节驱动量。以降低装配机构多轴协调驱动的控制难度为目标，提出了基于机头部件始末位姿的轨迹规划方法。该方法以调整时间为参数，通过对机头部件进行轨迹规划反向求解定位器的驱动轨迹；将机头部件的位姿调整分解为姿态调整和位置调整，并分别以不同多项式进行了轨迹规划；设计了以位姿调整时间最小为优化目标，速度和驱动力为约束条件的最优时间优化算法，对规划轨迹进行了优化。建立了装配机构的运动仿真模型，进行了基于ADAMS虚拟样机的运动学仿真，仿真结果验证了位姿反解算法的正确性，并表明该轨迹规划方法能保证机头部件调姿运动的平稳性、高效性和准确性，为机头部件装配调姿运动的精确控制和应用奠定了基础。

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