电磁铆接是一种新型磁脉冲连接工艺,其特点是利用高速成型时产生的应力波使铆钉变形。该连接技术对于多种材料的适应性及连接的高疲劳寿命特性,使其在汽车领域的应用前景广泛。本文针对使用机械臂进行自动化电磁铆接的潜在应用需求,针对铆接中容易出现的偏角度铆接问题,使用了2A10铝铆钉进行了电磁铆接数值模拟和工艺性能试验,研究了剪切、拉脱性能、墩头微观组织形貌、墩头宏观形貌以及铆接接头宏观形貌。同时针对受冲击力致机械臂偏转,使用了较为简便的方法计算偏转角度并对角度修正方法进行了探究。主要的研究内容如下:首先,采用有限元数值模拟软件ABAQUS对偏角度电磁铆接过程进行了仿真。结果表明了铆钉的主要变形过程分为钉杆的整体镦粗和墩头的局部镦粗两个阶段。外露的钉杆材料发生径向流动形成墩头,而偏角度铆接的墩头会形成和偏转的铆模一致的楔形墩头。钉杆中的温度分布和应变分布一致,随着偏转角度的增加,最大应变和最高温度都会有所增加。铆接接头的残余应力分布和钉杆在两板接缝处的缝隙都表明,随着偏转角度增大,接头的疲劳寿命降低。其次,本文对多种角度的铆接结构进行了力学性能测试和微观组织观察。结果显示偏角度铆接接头的剪切强度、刚度和拉脱强度随着偏转角度增大而逐渐减小。金相形貌显示各角度的铆钉墩头都变形剧烈,都在墩头中出现了明显的绝热剪切带。0°铆钉墩头剪切带关于中心线对称,偏角度铆接的墩头中,一条对角线上的剪切带更为明显。偏角度墩头的左右侧与板的接触长度差异解释了拉脱强度的下降,接头中钉杆与钉孔的间隙说明了疲劳强度的下降。最后,针对机械臂自动电磁铆接系统,使用能量法加修正系数的方式计算机械臂前臂受电磁铆接冲击力的端面角度偏转,然后使用D-H法能对机械臂进行运动学建模和进行运动学正解、逆解。根据偏角度对于接头的性能影响,对于需要角度修正的铆接工况,对铆钉对应的末端执行器位姿信息矩阵左乘一个角度变换矩阵,即可得到修正后的末端执行器位姿信息矩阵,对其进行逆解便可以得到修正后的控制参数。