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機器人制孔終端康茂盛CAMOZZI執(zhí)行器
機器人自動制孔系統(tǒng)作為柔性加工設備，靈活性高，且成本低，既適用大批量生產，又能快速適應產品更換，適應小批量或研制階段的裝配生產，因此在國外航空制造領域已經得到廣泛的應用，并開始顯現效益。

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國內機器人自動制孔系統(tǒng)在航空領域的應用幾乎為空白，主要依靠引進國外自動鉆鉚機實現自動制孔功能。在此背景下，對制孔終端CAMOZZI執(zhí)行器的控制系統(tǒng)進行設計研究。提出基于終端CAMOZZI執(zhí)行器的機器人自動制孔系統(tǒng)，對制孔系統(tǒng)每個組成部分的結構、功能和特點作了詳細的介紹，zui后分析機器人自動制孔系統(tǒng)的制孔工藝流程及其特點。終端CAMOZZI執(zhí)行器進給系統(tǒng)的控制原理，根據控制系統(tǒng)設計要求提出基于SynqNet總線技術的控制系統(tǒng)，并詳細介紹系統(tǒng)中的硬件組成。然后根據進給系統(tǒng)的傳動原理提出進給軸的全閉環(huán)控制方式，并設計交流伺服控制系統(tǒng)中電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的PID控制器。zui后介紹主軸電機的控制系統(tǒng)。由于制孔過程中工件的變形和振動使得锪窩深度難以控制，首先提出基于壓腳位置實時補償的進給軸閉環(huán)控制系統(tǒng)，將制孔過程中的壓腳位移等效于工件的變形量，并實時補償到進給深度。同時設計低通濾波器，抑制壓腳的高頻振動對位置控制的干擾，以獲得精確的锪窩深度和良好的表面質量。zui后介紹該控制系統(tǒng)在MechaWare軟件中的實現過程。鉚釘、螺栓是當前飛機裝配的主要連接方式，鉚釘孔、螺栓孔的加工效率和質量直接決定著飛機裝配的效率和飛機連接強度。首先對當前廣泛應用的鉆孔技術進行了介紹，指出當前的鉆孔技術在應用中所面臨的缺陷和不足之處，同時詳細描述了螺旋銑制孔技術的制孔范圍、制孔原理及相對傳統(tǒng)制孔所*的優(yōu)點，并對當前螺旋銑制孔技術的國內外發(fā)展狀況進行了闡述，提出了研究內容和研究方案。 為了解決在碳纖維復合材料、鈦合金上制螺栓孔時遇到的制孔困難問題，設計了一種螺旋銑制孔終端CAMOZZI執(zhí)行器，該CAMOZZI執(zhí)行器包括刀具自轉單元、刀具公轉單元、刀具徑向偏移單元、軸向進給單元和底座壓腳單元，對各部分的結構及功能進行了詳細描述，并對CAMOZZI執(zhí)行器上的三個伺服電機在功率、轉速和轉矩三方面的可用性進行了校核。螺旋銑技術是刀具自轉、進給的同時并做公轉運動的一種制孔方式，為了更方便的優(yōu)化各個加工參數，對螺旋銑技術中的運動學知識進行了分析和計算，螺旋銑刀具有端部和外圍兩種切削刃，所以在螺旋銑制孔過程中刀具有兩個加工區(qū)域，一個是鉆削區(qū)域，另一個是銑削區(qū)域，對兩個區(qū)域中刀具公轉一周的制孔深度進行了求解，并根據制孔深度求解出了銑削量和鉆削量的比例，可以根據計算結果對制孔加工參數進行優(yōu)化，改善制孔質量。為了驗證終端CAMOZZI執(zhí)行器控制系統(tǒng)的可行性以及對锪窩深度的控制效果，第五章針對不同加工表面、不同壓緊力、不同規(guī)格刀具，設置多組實驗。

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根據對實驗結果的分析得到，經過壓腳位置實時補償的終端CAMOZZI執(zhí)行器進給系統(tǒng)能夠將锪窩深度誤差控制在0.02mm以內，并且使加工孔的圓度、表面光潔度以及加工效率等相比較手工制孔有了大大的改善。