一种制孔末端执行器的设计与仿真验证

王 帅 刘 春

（沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室，沈阳 110136）

自20世纪50年代以来，欧美学者致力于飞机自动化装配技术的研究。到目前为止，美国、德国、意大利和法国等均对此项技术进行了研制与试验，并已经广泛应用于航空制造业[1]。美国EI公司与英国空客公司针对波音F/A-18E/F机翼后缘襟翼的制孔和锪窝工作，联合研发制造了一款基于6轴机械手的自动钻削系统（ONe-sided Cell End effector，ONCE）[2]。德国宝捷（Brotje-Automation GmbH）针对单通道飞机舱门内部结构安装实心铆钉的需要，设计了一款机器人钻铆末端执行器[3-4]。近年来，国内学者也开始致力于多功能末端执行器的研究。西北工业大学齐振超等人联合成飞研制出一款采用激光距离传感器结合法向找正和标定算法的制孔末端执行器，实现了对制孔过程法向精度的控制[5]。浙江大学柯映林教授团队研制的自动钻铆末端执行器可实现智能识别、检测定位、自动更换钻头与铆钉等功能，能够通过回转式结构完成制孔、锪窝、除尘、插钉以及铣平沉头等工序[6]。

机器人柔性装配系统将工业机器人和多功能末端执行器集成为一体，能够完成不同产品及其改型产品的制造和装配任务，提高了飞机生产的装配效率与质量[7-8]。因此，研究机器人柔性装配系统具有重要的现实和长远意义。末端执行器作为柔性装配系统的核心部件之一，主要负责加工任务，其重量、结构和稳定性等直接影响加工质量[9]。本文针对飞机部/组合件装配制孔工作的需求，提出了一种制孔末端执行器的设计方案，并利用DELMIA对该末端执行器进行了仿真验证。……