柔性工裝平臺設計與控制系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、柔性工裝由于能適應工件形狀和尺寸變化，在很多領域得到了應用，如航空結構件加工、航空曲面件加工、飛機裝配等。柔性工裝的使用，大大降低了制造成本、提高了生產(chǎn)效率。本文以中小型結構件為對象，研究了柔性工裝平臺的設計方法，完成了控制系統(tǒng)的開發(fā)，分析了柔性工裝重構的關鍵技術。
　　本文考慮飛機制造實際需求，設計了能適用于不同特征的中小型結構件加工的模塊化柔性工裝系統(tǒng)。系統(tǒng)提供了一系列通用或專用的功能模塊，可以供操作人員根據(jù)具體情況搭建出適合

2、工件加工的柔性工裝。考慮到柔性工裝系統(tǒng)與數(shù)控機床的協(xié)同需要，研究了工裝系統(tǒng)與西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的三種通信方法，并基于OPC技術開發(fā)了通信軟件，實現(xiàn)了工裝控制系統(tǒng)與西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的通信。為了實現(xiàn)柔性工裝系統(tǒng)的控制，提出了基于CAN總線的控制方案；為了讓上位機PC端和各下位機節(jié)點模塊在CAN網(wǎng)絡中各司其職，根據(jù)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可擴展的內在要求，對CAN網(wǎng)絡中各指令標識符進行了分配，從而確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。基于柔性工裝平臺，以薄

3、壁框類和薄壁曲面類結構為例對工裝進行了重構，著重對重構中的關鍵技術進行了研究。對于薄壁框類結構，通過有限元仿真說明了采用隨動支撐技術的必要性，并且從隨動支撐模塊變形、工件加工變形、隨動支撐路徑以及工件-隨動支撐系統(tǒng)模態(tài)四個方面進行了有限元仿真分析，驗證了在柔性工裝中采用隨動支撐模塊的可行性。對于薄壁曲面結構，研究了工裝重構中定位點確定、工裝布局和夾緊力設計問題，設計了基于有限元方法的布局優(yōu)化算法，在考慮收斂速度的基礎上，提高了工件支撐剛