工业机器人六自由度装配序列规划下避障研究

由于六自由度机器人在装配序列规划中存在顶角叶片重力矩差难以保证、叶片重力矩分布不够均衡的问题,以至于避障过程中出现碰撞。为此,提出工业机器人六自由度装配序列规划下避障研究。通过分析六自由度机器人装配序列中,顶角叶片重力矩差和叶片重力矩分布产生的干涉关系,将装配平稳性、方向调整次数及更换装配工具的频次作为约束条件,设置干涉关系矩阵和适应度函数,以判断装配序列方案是否达到最佳;在装配方案达到最佳后,通过离散化萤火虫算法获取六自由度机器人装配序列最优解;根据该结果检测六自由度机器人碰撞结果,并采用优化随机树节点扩展控制及扩展能力检测的改进快速搜索随机树算法(Rapidly-exploring Random Tree,RRT*)来对所得装配序列进行调整修正,实现工业机器人六自由度装配序列规划下避障研究。实验结果证明:该方法可获取装配效率高、成本小的六自由度机器人装配序列;可以快速规划出最佳六自由度机器人避障路径,有效地避开障碍物,且精度较高、误差较小、实用性较强。

航空发动机奇数只叶片的风扇转子动叶装配序列优化技术研究

针对航空发动机风扇转子奇数只叶片装配序列规划过程中存在的对顶角叶片重力矩差难以保证、叶片重力矩分布不够均衡的问题,研究了奇数只叶片的装配序列规划技术。首先,将单只叶片一分为二,形成33对“连体双胞胎叶片”,再转换成“66只虚拟叶片”,实现转子叶片数量“从奇变偶”的转换;然后,为每只“虚拟叶片”找到对顶角叶片,但是不能将“连体双胞胎叶片”真正分开或放在对顶角位置;最后,以对顶角位置上“两只虚拟叶片”的重力矩差为约束,以转子剩余不平衡量最小为优化目标,采用改进模拟退火算法规划动叶的装配序列,为转子装配提供优化的装配序列,优化转子的静平衡质量。实例验证表明,奇数只叶片数量“从奇变偶”转换,精确保证了对顶角叶片重力矩差,满足了设计部门给出的对顶角叶片重力矩差的设计指标(≤1200 g·mm),为奇数只叶片的转子动叶装配提供了优化的装配序列,并优化了转子的平衡质量。