机翼自动涂胶机运动系统研究ResearchonMotionSystemofAirfoilAutomaticGluingMachineI摘要摘要近年来，CAD/CAM一体化三维软件大量出现，在机械、航空航天、汽车、造船等领域广泛应用。这些软件推动了数字化制造技术在我国飞机行业中的发展，并逐步取代一些落后的传统制造技术。涂胶是飞机制造中的一个重要工艺，这一传统工艺也要求不断更新技术实现自动化涂胶。但是，由于飞机的结构和飞行环境工作状态的特殊性等原因，目前在航空制造业中，仍然普遍采用人工密封涂胶作业。所以，急需研究开发出适应飞机特点的密封涂胶装备，以降低工人劳动强度、改善工人工作环境、提高密封涂胶质量和控制涂胶重量。该论文研究目的是根据校企合作项目的技术要求，研究开发一款适用于航空制造业的密封涂胶机样机。根据课题组的人员的分工，论文主要研究了涂胶机的运动控制策略和方法，并从以下方面做了具体研究：（1）从国内外工业机器人的发展现状，论述了开发成本低，通用性高的涂胶机器人的目的和意义。从自动化涂胶技术的功能实现的角度，提出了利用涂胶机器人代替传统人工涂胶的可行性。（2）根据机翼涂胶的功能需求，提出了选型合理的多自由度涂胶结构。根据涂胶机整机传动方案和工作性能需求，对涂胶机主要构件进行了选型和配置，合理选取了有关构件的技术参数。通过一系列优化分析，改善涂胶机器人的动力学性能，实现快速、稳定、安全的涂胶作业。（3）通过对工业机器人的插补算法进行研究，选择并推导出适合自动涂胶机的插补原理和算法。插补的目的是计算如何控制各个驱动件的运动，实现实际涂胶轨迹的同时，尽量使涂胶点的速度均匀，以减小对胶枪出胶量变化的的要求，提高涂胶质量，降低对胶枪出胶量的控制要求，简化控制方法。（4）通过对涂胶机功能和控制需求的研究，设计了以PLC为主的直角坐标机器人运动控制系统。硬件方面，详细介绍了系统硬件的各部分功能和结构，重点介绍了伺服控制方案。软件方面，介绍了系统软件的整体结构，控制流程，重点介绍了PLC的端口分配、系统的插补过程和通信模式等。关键词：涂胶机器人，插补原理，坐标变换原理，PLC，运动控制ABSTRAIABSTRACTInrecentyears,3DCAD/CAMsoftwareiswidelyusedinmachinery,aerospace,Automobile,shipbuildingandotherfields.Thispromotingthedevelopmentofdigitalmanufacturingtechnologyinaircraftindustry,andsomebackwardtraditionalmanufacturingtechnologyaregraduallyreplaced.Glueisanimportanttechnologyinmanufacturingofaircraft,alsorequiresaconstantlyupdatedtechnology.However,becauseofthestructureandtheworkingstateoftheaircraft,artificialsealcoatingoperationisstillwidelyusedintheaircraftindustry.Soitisurgenttodesignaautomaticcoatingequipment.Sothatwecanreducethelaborintensityofworkers,improvetheworkingenvironment,improvethequalityofsealcoatingandcontrolthecoatingweight.Thepurposeofthispaperistodesignageneralautomaticgluerobotforaircraftwing.Accordingtotheworkarrangement,Thispapermainlystudiesthegluingmachinemotioncontrolstrategiesandmethods.Thespecificworkisasfollows.1.Theobjectiveandsignificanceofthisresearchhavebeenanalyzed,aswellasthedomesticandoverseasstatusoftheindustrialrobotdevelopment.Thispaperdescribedthefeasibilityaboutreplacethetraditionalmanualgluingbygluerobot.2.Basedonthegluespreadingrobotworkdemand,putforwardthereasonablegluestructureofmultiDOF.Tomeettherequirementsofautomaticgluemovementintheselectionandconfigurationaspectsofthehardware.Throughaseriesofoptimizationanalysis,canimprovedynamicperformanceofrobotandachieverapid,stability,safetygluingoperation.3.Throughtheresearchofvariousinterpolationalgorithm,selectionandderivedalgorithmforautomaticgluemachineinterpolationprinciple.Throughinterpolationcalculationcanobtainauniformspeed,improvethecoatingquality,Simplifiedcontrol...
