基于激光跟踪仪的机器人末端负载重力辨识与在线补偿方法 被引量：1

1

作者 薛雷 杨应科 +2 位作者 李东升 黄亮 翟雨农 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期53-59,共7页

为准确测量工业机器人在飞机装配中的真实装配受力,提出了一种基于激光跟踪仪的机器人末端负载重力辨识与在线补偿方法。借助激光跟踪仪等外部测量设备,建立了机器人系统的全局运动学模型,实现机器人末端位姿的精准获取。利用卡尔曼滤... 为准确测量工业机器人在飞机装配中的真实装配受力,提出了一种基于激光跟踪仪的机器人末端负载重力辨识与在线补偿方法。借助激光跟踪仪等外部测量设备,建立了机器人系统的全局运动学模型,实现机器人末端位姿的精准获取。利用卡尔曼滤波处理力传感器信号,以获取更加准确平稳的外部力信息。基于最小二乘法建立了末端负载重力分量与位姿的映射关系,其中,考虑了力传感器的零点偏移与机器人安装偏差带来的影响。最后开展了机器人负载重力在线补偿试验,试验结果表明,该方法具有良好的效果。 展开更多

关键词 工业机器人 激光跟踪仪 装配力测量 重力辨识 在线补偿

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非金属包装箱结构优化与多工况仿真分析

2

作者 蔡虎 王亮 +4 位作者 范秀斌 叶斐 叶稳立 张享倩 翟雨农 《纤维复合材料》 CAS 2024年第3期86-93,共8页

为满足非金属包装箱结构优化及减重的需求,本文以端开式包装箱为对象,通过CATIA参数化建模生成等效简化模型,利用CATIA仿真与分析模块进行结构参数的优化仿真,并通过CATIA CPD模块联合ABAQUS软件开展非金属包装箱详细模型的建立及多工... 为满足非金属包装箱结构优化及减重的需求,本文以端开式包装箱为对象,通过CATIA参数化建模生成等效简化模型,利用CATIA仿真与分析模块进行结构参数的优化仿真,并通过CATIA CPD模块联合ABAQUS软件开展非金属包装箱详细模型的建立及多工况力学性能的数值模拟分析,获得结构优化方向,并讨论蒙皮厚度及夹心材料厚度、支撑件厚度等对包装箱应力和位移分布的影响,得出关键设计参数对非金属包装箱强度和刚度的影响规律,为非金属包装箱等大型复杂产品的结构优化提供参考,并适应该类产品快速开展优化设计的要求。 展开更多

关键词 非金属包装箱优化设计 复合材料建模 有限元仿真 联合仿真

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弱刚性薄壁件夹具布局优化方法研究概述 被引量：2

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作者 王张浩 李东升 翟雨农 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第14期118-135,共18页

弱刚性薄壁件因其重量轻、强度高等特点被大量应用于航空航天、汽车等工业领域,但是同时也存在厚度小、刚性弱,在制造过程中极易发生变形的缺点。而夹具布局设计是减少薄壁件制造变形、保证其制造质量的一个非常重要的因素。传统的薄壁... 弱刚性薄壁件因其重量轻、强度高等特点被大量应用于航空航天、汽车等工业领域,但是同时也存在厚度小、刚性弱,在制造过程中极易发生变形的缺点。而夹具布局设计是减少薄壁件制造变形、保证其制造质量的一个非常重要的因素。传统的薄壁件夹具布局设计依赖于工程师的直观判断和经验积累,速度慢、成本高、设计随意性大。随着计算机技术的不断提高,国内外学者先后应用有限元仿真、数学规划、智能优化算法以及代理模型等理论和方法对薄壁件夹具元件的布局进行优化设计,取得了大量研究成果。根据目标函数的建模方法以及所使用的优化算法对相关研究进行了系统的分类讨论,并详细分析了各个建模方法和优化算法的优缺点。最后对弱刚性薄壁件夹具布局优化方法的相关研究进行总结,并提出了相应的研究建议。 展开更多

关键词 弱刚性薄壁件 夹具布局优化 有限元方法 代理模型 优化算法

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机身部件数字化柔性装配技术 被引量：5

4

作者 翟雨农 李东升 +4 位作者 王亮 张书生 邹方 郭洪杰 冯子明 《航空制造技术》 北大核心 2013年第1期74-79,共6页

本文根据某飞机后机身部件的结构特点,立足于国内机身部件装配现状,设计确定了其数字化柔性装配工装的结构形式,研究了其数字化装配工艺过程,分析了数字化激光测量系统在其装配过程中的应用方法,并对以上内容进行了仿真验证。

关键词 数字化装配 部件装配 后机身 装配技术 装备技术 柔性 飞机 激光测量系统

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飞机复合材料结构少无应力装配方法研究与应用进展 被引量：17

5

作者 李东升 翟雨农 李小强 《航空制造技术》 2017年第9期30-34,共5页

随着复合材料在新一代飞机机体上用量的大幅增加和应用范围的不断扩大,复合材料结构对装配质量和装配方法提出了更高的要求。系统总结、详细阐述了近年来飞机复合材料结构少无应力装配方法的国内外研究进展和应用情况,指出了国内在飞机... 随着复合材料在新一代飞机机体上用量的大幅增加和应用范围的不断扩大,复合材料结构对装配质量和装配方法提出了更高的要求。系统总结、详细阐述了近年来飞机复合材料结构少无应力装配方法的国内外研究进展和应用情况,指出了国内在飞机复合材料结构装配应力控制技术方面的不足与差距以及未来的研究与应用发展方向。 展开更多

关键词 新一代飞机 复合材料结构 少无应力装配

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复合材料层合板沉头螺栓接头拉伸性能试验与有限元仿真 被引量：4

6

作者 李小强 冯丽 +3 位作者 翟雨农 李东升 尹玉 王亮 《航空制造技术》 2017年第22期36-44,共9页

根据ASTM标准设计了复合材料沉头螺栓单钉单搭接头拉伸性能试样,并完成试验件的制备和挤压性能试验。试验过程中采用非接触全场应变测量系统(VIC-3D)对载荷-位移曲线、表面应变场、沉头板上表面面外位移等试验数据进行了采集。基于Abaqu... 根据ASTM标准设计了复合材料沉头螺栓单钉单搭接头拉伸性能试样,并完成试验件的制备和挤压性能试验。试验过程中采用非接触全场应变测量系统(VIC-3D)对载荷-位移曲线、表面应变场、沉头板上表面面外位移等试验数据进行了采集。基于Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit模块建立了复材接头单向拉伸的静力隐式和动力显式三维有限元模型,利用模型搭接区域的变形对试验结果进行验证。采用静力隐式算法所得接头挤压刚度和层合板上表面末端面外位移与试验值的误差分别为14.4%和20.5%;采用动力显式算法所得接头挤压刚度和层合板上表面末端面外位移与试验值的误差分别为13.1%和11.9%。采用动力显式算法精度较高,而且其在接触建模时稳健性很强,可用于后续多钉连接接头以及整体壁板等大型复杂结构建模。 展开更多

关键词 复合材料层合板 沉头螺栓连接 动力显式算法 静力隐式算法 有限元分析

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复合材料层合板机械连接研究进展 被引量：6

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作者 尹玉 李小强 +2 位作者 李东升 王亮 翟雨农 《航空制造技术》 2016年第11期72-77,共6页

机械连接因其可靠性以及连接工艺上的优势,受到学者和工程界的高度重视。当前国内外学者对机械连接的研究主要是进行数值模拟与试验研究。接头的承载强度、失效形式以及疲劳性能是衡量接头性能的主要指标。接头形式、铺层角度、几何尺... 机械连接因其可靠性以及连接工艺上的优势,受到学者和工程界的高度重视。当前国内外学者对机械连接的研究主要是进行数值模拟与试验研究。接头的承载强度、失效形式以及疲劳性能是衡量接头性能的主要指标。接头形式、铺层角度、几何尺寸、钉孔间隙、预紧力等是影响接头性能的主要因素。在实际工程应用中,这些研究对于提高复材机械连接性能有着重要意义。 展开更多

关键词 复合材料层合板 机械连接 接头性能

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飞机复合材料壁板装配变形控制技术研究与应用进展 被引量：5

8

作者 刘镇阳 翟雨农 +1 位作者 李东升 隋毅 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第18期46-54,78,共10页

复合材料由于性能优越,在新一代飞机上的用量逐步提升,提高复合材料结构的装配质量,降低装配应力和变形,变得愈发重要。复合材料构件在装配时有不同于传统金属结构的特点,如尺寸大、刚性弱、自重变形大、制造偏差大,且强迫装配时易发生... 复合材料由于性能优越,在新一代飞机上的用量逐步提升,提高复合材料结构的装配质量,降低装配应力和变形,变得愈发重要。复合材料构件在装配时有不同于传统金属结构的特点,如尺寸大、刚性弱、自重变形大、制造偏差大,且强迫装配时易发生损伤。因此为适应复合材料结构的装配需求,需要开发新的技术和方法。本文以空客A320机翼翼盒模型为例,阐述了飞机复材结构典型装配过程,指出装配过程中存在大量依赖工程经验、间隙形状难以预测、工装调型能力弱等问题;针对上述问题,综述了国内外面向复材结构容差控制的装配仿真技术、飞机复合材料壁板装配变形在线调控技术和复材壁板装配变形对服役性能影响研究等解决方法;最后指出了国内在飞机复合材料壁板装配变形控制技术中的不足与差距,以及目前的发展趋势和未来的发展方向。 展开更多

关键词 飞机复合材料壁板 装配变形控制 容差仿真 在线调控 服役性能

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大型复合材料机身壁板多机器人协同装配调姿控形方法 被引量：2

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作者 杨应科 李东升 +2 位作者 沈立恒 李汝鹏 翟雨农 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第14期290-301,共12页

针对飞机大型复合材料机身壁板尺寸大、曲率大、外形偏差不易控制等装配工艺特点,提出了一种基于多机器人协同的复合材料机身壁板装配调姿控形方法。实现了各机器人末端夹持单元预定位,并建立了多机器人柔性装配工装的全局运动学模型;... 针对飞机大型复合材料机身壁板尺寸大、曲率大、外形偏差不易控制等装配工艺特点,提出了一种基于多机器人协同的复合材料机身壁板装配调姿控形方法。实现了各机器人末端夹持单元预定位,并建立了多机器人柔性装配工装的全局运动学模型;通过多机器人主从协同运动实现复合材料机身壁板的调姿定位,分析了协同运动误差;构建了壁板形状控制点偏差与机器人运动量的变换关系,通过机器人的运动实现了复合材料机身壁板的形状控制。最后,对所提出的方法进行了应用实验验证,结果表明采用主从协同运动的调姿方法,调姿定位精度优于0.08 mm。形状调控后复合材料机身壁板形状精度可达0.6 mm,证明了该方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 飞机装配 复合材料机身壁板 多机器人协同 调姿 形状控制

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民用飞机复合材料机身壁板装配协调形性调控技术研究 被引量：7

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作者 李东升 杨应科 +1 位作者 翟雨农 隋毅 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期4310-4318,共9页

为了更好地满足飞机安全性、经济性、舒适性和环保性的需求,以碳纤维增强树脂基复合材料为代表的轻质高强先进材料在新一代大型客机机体结构中得到了大量应用。复合材料机身壁板具有不同于传统金属材料机身壁板的装配工艺特点,因此,其... 为了更好地满足飞机安全性、经济性、舒适性和环保性的需求,以碳纤维增强树脂基复合材料为代表的轻质高强先进材料在新一代大型客机机体结构中得到了大量应用。复合材料机身壁板具有不同于传统金属材料机身壁板的装配工艺特点,因此,其对装配协调提出了新的要求。首先,概述了飞机复合材料机身壁板的制造工艺,分析了复合材料机身壁板装配协调技术现状与面临的问题。其次,探讨了适用于复合材料壁板的装配协调方法,并提出了一种面向复合材料机身壁板装配力形协同控制的全主动驱动柔性装配协调方法。最后,通过仿真和物理实验验证了该方法的有效性,实现了复合材料机身壁板力形协同优化控制。 展开更多

关键词 碳纤维增强复合材料 民机机身壁板 飞机装配 柔性工装 力形协同控制

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数字孪生驱动的装配工艺设计现状及关键实现技术研究 被引量：78

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作者 郭飞燕 刘检华 +3 位作者 邹方 翟雨农 王仲奇 李少卓 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期110-132,共23页

基于制造过程中的全数字量协调传递方式,通过"虚实融合、以虚控实"的手段,对数字孪生模型驱动的航空产品装配工艺优化-反馈-改进环机制进行了研究。分析了装配单元划分/求解/评价、孪生工艺模型构建、以及装配精度闭环控制等... 基于制造过程中的全数字量协调传递方式,通过"虚实融合、以虚控实"的手段,对数字孪生模型驱动的航空产品装配工艺优化-反馈-改进环机制进行了研究。分析了装配单元划分/求解/评价、孪生工艺模型构建、以及装配精度闭环控制等方面的技术内涵,阐述了国内外的研究现状及存在问题;考虑虚拟空间的设计与物理空间的装配等因素约束,提出数字孪生在装配工艺设计中的三项关键技术:①基于"面向装配设计"(DFA)的装配工艺规划与评价;②考虑真实物理拓扑关系的孪生工艺模型动态构建与分析;③面向装配现场的工艺优化-反馈-改进环机制构建,并给出具体的解决途径,从而拓展基于模型的制造技术内涵,将数字孪生落地应用,实现产品研发生产的闭环优化决策及产品研制模式的改变,提高装配准确性/一致性及装配效率。 展开更多

关键词 数字孪生模型 装配工艺规划与评价 真实物理特性 接力传递 装配偏差

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