基于气悬浮技术的重型部件自动化柔顺对接装配技术分析
齐乃明1，张轶2，贺龙2，陈紫轩2，姚蔚然1
（1.哈尔滨工业大学 航天学院，黑龙江 哈尔滨 150001；2.北京星航机电装备有限公司 北京 100074）
摘要：气悬浮技术目前广泛应用于在航空、航天领域的测试和试验等生产环节中，而在产品部件的装配中加入气悬浮技术可以减小装配部件的操控所需要操控力大小，进而使得对部件的操控更加柔和，同时获得较高的控制精度。本文针对基于气悬浮技术的重型部件自动化柔顺对接装配技术展开分析和研究，主要内容包括部件操控运动学原理设计、基于气悬浮技术的部件操控机构设计研究、基于测力反馈的部件柔顺控制方法研究。在所开展的对接试验过程中，部件在其各支撑点所受的力波动均不大。试验结果表明，本文所提出的机构设计及控制方法在工业实践中可以很好地保证真实产品在部件对接过程中的产品装配质量以及产品对接过程的安全性。
关键词：气悬浮技术；柔顺控制；重型部件；六自由度操控
中图分类号：TH122 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2019.04.001
文章编号：1006－0316 (2019) 04－0001－08
Analysis of Automatic Flexible Assembly Technology for Heavy Components Based on Air Suspension Technology
QI Naiming1，ZHANG Yi2，HE Long2，CHEN Zixuan2，YAO Weiran1
( 1.School of Astronautics, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China; 2.Beijing Xinghang Mechanical and Electrical Equipment Co., Ltd., Beijing 100074, China )
Abstract：Air suspension technology is currently widely used in testing, experimental study and other production process in aviation and aerospace industry. The application of air suspension technology to the assembly of product components can reduce the control force of assembly components, thus making the control of components more flexible and achieving higher control accuracy. In this paper, we study the automatic flexible docking assembly technology of heavy components based on air suspension technology, including the design of the kinematics principle of component manipulation, the component manipulation mechanism based on air suspension technology, and the component compliance control method based on force feedback. The docking test shows that the force fluctuation of the components at each supporting point is not significant. The experimental results show that the mechanism design and control method proposed in this paper can ensure the assembly quality of real products and the safety of product docking process in industrial practice.
Key words：air suspension technology；compliance control；heavy components；six DoF manipulation
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收稿日期：2019－01－20
基金项目：国家自然科学基金联合基金重点支持项目（U173720054）
作者简介：齐乃明（1962－），男，黑龙江哈尔滨人，博士，教授、博士生导师，主要研究方向为柔性装配制造技术、智能制造技术、微低重力模拟技术、非接触测量技术等；张轶（1974－），男，内蒙古呼和浩特人，高级工程师，主要从事总装测试工艺技术及型号管理工作；贺龙（1988－），男，河北张家口人，硕士，工程师，主要研究方向为总装装配与测试；陈紫轩（1987－），女，北京人，学士，工程师，主要研究方向为总装调试技术；姚蔚然（1990－），男，黑龙江哈尔滨人，博士研究生，主要研究方向智能决策理论、非线性控制系统理论、机电控制系统设计等。
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